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Principles of Computer Graphics exercises (2020/2021)

Deutsch (english version below)

Computergrafik Grundlagen

Übungsaufgaben im Wintersemester 2020 (3. Studienplansemester)

Berliner Hochschule für Technik
Dozent: Prof. Dr. Henrik Tramberend

src/cgg Autor: Simon Núñez Aschenbrenner
src/cgg-tools Autor: Prof. Dr. Henrik Tramberend

Bearbeitung von elf Übungsaufgaben (src/cgg/A01.java etc.) zur Erlernung der Grundlagen der digitalen Bildsynthese. (Gerenderte Bilder in doc, verwendete Texturen in tex)

Implementierung eines Renderers in Java:

• Stochastisches Raytracing
• Aufbau von Szenengraphen aus Ebenen, Hyperboloiden, Kugeln, Quadern und Zylindern
• Diffuse, spiegelnde und transparente Oberflächen mit transfomierbaren Texturen
• Globale Beleuchtung aus Punkt- und Richtungslichtquellen sowie diffusen, emittierenden Materialien
• Affine Transformationen auf Kamera und Szene
• Beschleuningung mit Hüllkörperhierarchie und Multithreading

Ausgiebiger Einsatz von Kompositum Entwurfsmuster und Rekursion, Vertiefen von linearer Algebra.

Grobe Struktur, ersichtlich z.B. in A11.java:

Image
└── Raytracer
    ├── Camera
    └── World
        ├── Light
        └── Shape
            └── Material
                └── Texture

English

Principles of Computer Graphics

Exercises of fall/winter semester 2020 (3rd study plan semester)

Berlin University of Applied Sciences and Technology
Lecturer: Prof. Dr. Henrik Tramberend

src/cgg Author: Simon Núñez Aschenbrenner
src/cgg-tools Author: Prof. Dr. Henrik Tramberend

Completion of eleven exercises (src/cgg/A01.java etc.) to learn the principles of digital image synthesis. (Rendered images in doc, used textures in tex)

Implementation of a renderer in Java:

• Stochastic raytracing
• Setup of a scene graph consisting of cuboids, cylinders, hyperboloids, spheres and planes
• Diffuse, reflecting and transparent materials with transformable textures
• Global illumination by point and directional light sources as well as diffuse emitting materials
• Affine transformations on camera and scene
• Acceleration with bounding volume hierarchy and multithreading

Extensive use of compositum pattern and recursion, deepening knowledge on linear algebra.

Rough structure, such as in A11.java:

Image
└── Raytracer
    ├── Camera
    └── World
        ├── Light
        └── Shape
            └── Material
                └── Texture