Einführung in die Computergraphik: Mathematische Grundlagen der Informatik

1 Grundlagen und graphische Grundfunktionen.- 1.1 Grundsätzliches Vorgehen.- 1.2 Grundobjekte.- 1.3 Koordinatensysteme und Transformationen.- 1.4 Zweidimensionales Clipping.- 1.5 Linien und Kreise am Bildschirm.- 1.6 Graustufen- und Farbdarstellung.- 2 Geometrische Modellierung dreidimensionaler Objekte.- 2.1 Mathematische Modelle für starre Körper.- 2.2 Darstellungsarten eines Körpers.- 2.3 Die topologische Struktur in der Oberflächendarstellung.- 2.4 Geometrische Attributierung.- 3 Graphische Darstellung dreidimensionaler Objekte.- 3.1 Parallel- und Zentralprojektion.- 3.2 Sichtbarkeitsentscheid.- 3.3 Lokale Beleuchtung und Reflexion.- 3.4 Schattierung.- 3.5 Transparente Objekte.- 3.6 Globale Beleuchtung.- 3.7 Ray-Tracing.- 3.8 Radiosity-Verfahren.- 4 Ausgewählte Themen und Anwendungen.- 4.1 Rendering.- 4.2 Mapping-Techniken.- 4.3 Stereographie.- 4.4 Darstellung natürlicher Objekte und Effekte.- 4.5 Animation.- 4.6 Visualisierung.- 4.7 Virtual Reality.- A Schnittstellen und Standards.- B Graphiksoftware.- B.1 Graphikbibliotheken, OpenGL.- B.1.1 Grundlegendes zu OpenGL.- B.1.2 Viewing in OpenGL.- B.2 Ray-Tracer.- B.3 3D-Modellierer.- B.4 Mal- und Zeichenprogramme.- B.5 Funktionsplotter.- B.6 Visualisierungssysteme.- C Aufgaben.- C.1 Aufgaben zu Modellierung, Rendering und Animation.- C.2 Aufgaben zur Graphikprogrammierung.- C.3 Aufgaben zur Visualisierung.- C.4 Weiterführende Aufgaben.- Farbtafeln.

"Es ist leicht lesbar und erfordert keine besonderen mathematischen Vorkenntnisse."
Monatshefte für Mathematik, 02/2003

Prof. Dr. Hans-Joachim Bungartz ist Professor für Informatik (Simulation großer Systeme) an der Universität Stuttgart.
Prof. Dr. Michael Griebel hat eine Professur für Wissenschaftliches Rechnen am Institut für Angewandte Mathematik der Universität Bonn.
Prof. Dr. Christoph Zenger ist Professor für Ingenieuranwendungen in der Informatik und numerische Programmierung am Institut für Informatik der TU München.

Dieses Buch gibt eine umfassende Einführung in die verschiedenen Aspekte der modernen Computergraphik. Neben der Diskussion grundlegender Fragestellungen (Koordinatensysteme, Rasterung, Farbmodelle) werden dabei sowohl die geometrische Modellierung dreidimensionaler Objekte als auch deren graphische Darstellung behandelt. Weiterhin wird die Rolle der Computergraphik in aktuellen Anwendungen wie Animation, Visualisierung oder Virtual Reality beleuchtet. Unterstützt durch zahlreiche, z.T. farbige Illustrationen erhält der Leser so einen Überblick über die einzelnen Arbeitsschritte und Techniken auf dem Weg zum photorealistischen Bild.

Die Grundlagen der Computergraphik mit aktuellen Anwendungen