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Programmierung von Grafik-Shadern

Kurs in Deutsch und/oder Englisch (bitte nachfragen)

Semesterwochenstunden:

4

Leistungspunkte:

5

Vorkenntnisse:

Programmieren I, Programmieren II, Computergrafik

Veranstaltungstyp:

2 SWS Vorlesung, 2 SWS Übung

Semesterturnus:

Wintersemester

Arbeitsaufwand:

160 Stunden, davon:
 60 Stunden Präsenzzeit,
 100 Stunden Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs, Erstellung der Studienarbeit und Vorbereitung der Präsentation

Beitrag zu den Zielen des Studiengangs:

Computergraphik ist die wichtigste Art der Mediensynthese. Diese Kenntnisse und Fähigkeiten sind für Medieninformatiker/innen unverzichtbar. Sie ermöglichen berufliche Tätigkeiten in den Bereichen CAD, Medizinsysteme, Computerspiele und Entertainment-Systeme, computergestützte Produktgestaltung und Werbung, Training und Schulung, und anderen. Fortgeschrittene graphische Anwendungen mit hoher visueller Qualität erfordern die Entwicklung von Graphik-Shadern. Compute Shader (auch GPGPU General Purpose Graphics Processing Unit Programming) erlauben die Entwicklung von High Performance Computing (HPC) Anwendungen.

Lernziel:

Kenntnis von physik-basierten und anderen Beleuchtungsmodellen. Fähigkeit, graphische Anwendungen und ihre Shader zu analysieren und zu programmieren. Kenntnis von und Fähigkeit zur GPGPU Programmierung.

Schlüsselqualifikationen:

Fähigkeit zu komplexem Denken, Fähigkeit zu abstraktem mathematischen Denken, Fähigkeit zu selbständigem Arbeiten, Analyse und Klassifikation von Problemen, kreatives Problemlösen, praktische Erfahrung

Lehrinhalte:

Wiederholung und Auffrischung der Grundlagen der Computergraphik und der Graphik-Pipeline. Shader in der Pipeline, Implementierung des Phong-Blinn-Modells, Physik-basiertes Shading, Effekte, GPGPU Programming, Entwicklungsumgebungen und Debugging.

Literatur:

  • Muhammad Mobeen Movania: OpenGL Development Cookbook, Packt Publishing, 2013  
  • David Wolff: OpenGL 4 Shading Language Cookbook, 2nd ed., Packt Publishing, 2013  
  • Mike Bailey: Graphics Shaders: Theory and Practice, A K Peters, 2011 
  • Kelly Dempski, Emmanuel Viale: Advanced Lighting and Materials with Shaders, Wordware Publishing, 2004
  • Wolfgang Engel: Programming Vertex and Pixel Shaders, Charles River Media, 2004
  • Wolfgang Engel, Jack Hoxley, Ralf Kornmann, Niko Suni, Jason Zink: Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders, http://freecomputerbooks.com
  • David B. Kirk, Wen-mei W. Hwu: Programming Massively Parallel Processors: A Hands-on Approach, Morgan Kaufmann, 2012
  • Jeff Lander: Graphics Programming Methods, Charles River Media, 2003
  • Kouichi Matsuda, Rodger Lea: WebGL Programming Guide, Addison-Wesley, 2013
  • Randi J. Rost, Bill Licea-Kane, Dan Ginsburg, John M. Kessenich, Barthold Lichtenbelt, Hugh Malan, Mike Weiblen: OpenGL Shading Language, Addison Wesley, 2009
  • Jason Sanders, Edward Kandrot: CUDA by Example: An Introduction to General-Purpose GPU Programming, Addison Wesley, 2010
  • Sebastien St-Laurent: Shaders for Game Programmers and Artists, Premier Press, 2004

Bemerkungen:

Die Vorlesung ist auf deutsch. Präsentationen können nach Wahl auf deutsch oder englisch gehalten werden.

Leistungsnachweis:

50% Studienarbeit (Shader-Programm und Ausarbeitung, ca. 10 Seiten), 50% Präsentation (45 Min.)

Zulassungsvoraussetzungen:

 

Hilfsmittel:


Modulverantwortliche/r:

Prof. Dr. Schiedermeier





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