Klawonn Grundkurs Computergrafik mit Java

Die Grundlagen verstehen und einfach umsetzen mit Java 3D
Erscheinungsjahr 2012
ISBN: 978-3-322-93968-5
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 286 Seiten, eBook

In der frühen Phase der Computergrafik oder der grafischen Datenverarbeitung beschäftigten sich primär Experten mit diesem Gebiet, etwa im Bereich des Computer Aided Design (CAD). Heutzutage kommt jeder Computer-Nutzer mit Computergrafik in Berührung. Dies beginnt bei grafischen Betriebssystemen und grafischen Oberflächen, schließt Visualisierungen von einfachen Balkendiagram men bis hin zu dynamischen dreidimensionalen Darstellungen zeitlicher Abläufe, wie Strömungen oder Winde, ein und umfasst ebenso den populären Bereich der Computerspiele. Auch wenn man selbst keinen Computer nutzt, begegnet man der Computergrafik im Kino oder im Fernsehen, wo Teile von Bildern, einzelne Szenen oder ganze Filme mittels grafischer Datenverarbeitung erstellt werden. Ermöglicht wurde all dies zum einen durch die heute verfügbare leistungsfähige Hardware in Form von schnellen Prozessoren, großzügigem Speicher und spe ziellen Grafikkarten. Zum anderen sind aber auch effiziente Algorithmen und einfach zu handhabende Programmmierwerkzeuge erforderlich. Standard-PC's reichen inzwischen aus, um eigene grafische Anwendungen und Animationen zu erstellen. Dazu gibt es frei verfügbare Programmierplattformen wie beispielswei se OpenGL oder Java 3D. Neben grundlegenden Programmierkenntnissen er fordert die Benutzung dieser Werkzeuge zumindest ein elementares Verständnis der Konzepte, Verfahren und Hintergründe der grafischen Datenverarbeitung.

Zielgruppe

Upper undergraduate

Autoren/Hrsg.

Klawonn, Frank

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung.- 1.1 Anwendungsfelder.- 1.2 Von der realen Szene zum Bild.- 1.3 Aufbau dieses Buches.- 2 Grundlagen zweidimensionaler Darstellungen.- 2.1 Rastergrafik versus Vektorgrafik.- 2.2 Das erste Java 2D Programm.- 2.3 Geometrische Grundobjekte.- 2.4 Geometrische Grundobjekte in Java 2D.- 2.5 Geometrische Transformationen.- 2.6 Homogene Koordinaten.- 2.7 Anwendungen von Transformationen.- 2.8 Geometrische Transformationen in Java 2D.- 2.9 Animation und Bewegungen mittels Transformationen.- 2.10 Bewegungen mittels Transformationen in Java 2D.- 2.11 Interpolatoren für kontinuierliche Veränderungen.- 2.12 Realisierung von Interpolatoren mit Java 2D.- 2.13 Einfache oder doppelte Genauigkeit.- 2.14 Übungsaufgaben.- 3 Zeichnen von Kurven.- 3.1 Geraden und Rastergrafik.- 3.2 Der Mittelpunktalgorithmus für Geraden.- 3.3 Strukturelle Algorithmen.- 3.4 Pixeldichten und Linienstile.- 3.5 Geradenclipping.- 3.6 Der Mittelpunktalgorithmus für Kreise.- 3.7 Zeichnen beliebiger Kurven.- 3.8 Antialiasing.- 3.9 Zeichnen breiter Linien.- 3.10 Übungsaufgaben.- 4 Flächen, Text und Farbe.- 4.1 Füllen von Flächen.- 4.2 Bufferedlmages in Java 2D.- 4.3 Darstellung von Text.- 4.4 Text in Java 2D.- 4.5 Grauwertdarstellung und Intensitäten.- 4.6 Farbmodelle.- 4.7 Farbinterpolation.- 4.8 Farbinterpolation mit Java 2D.- 4.9 Übungsaufgaben.- 5 Grundlagen dreidimensionaler Darstellungen.- 5.1 Von der 3D-Welt zum Modell.- 5.2 Geometrische Transformationen.- 5.3 Szenengraphen.- 5.4 Elementare geometrische Objekte in Java 3D.- 5.5 Der Szenengraph in Java 3D.- 5.6 Animation und Bewegung.- 5.7 Animation in Java 3D.- 5.8 Projektionen.- 5.9 Übungsaufgaben.- 6 Modellierung dreidimensionaler Körper.- 6.1 Dreidimensionale Körper und deren Oberflächen.- 6.2 Topologische Begriffe.- 6.3Modellierungstechniken.- 6.4 Oberflächenmodellierung mit Polygonen in Java 3D.- 6.5 Parametrische Kurven und Freiformflächen.- 6.6 Normalenvektoren an Oberflächen.- 6.7 Übungsaufgaben.- 7 Visibilitätsbetrachtungen.- 7.1 Das Clippingvolumen.- 7.2 Grundlagen der Visibilitätsverfahren.- 7.3 Bildraumverfahren.- 7.4 Prioritätsalgorithmen.- 7.5 Übungsaufgaben.- 8 Beleuchtungsmodelle und Schattierung.- 8.1 Lichtquellen.- 8.2 Lichtquellen in Java 3D.- 8.3 Reflexion.- 8.4 Shading in Java 3D.- 8.5 Shading.- 8.6 Schatten.- 8.7 Transparenz.- 8.8 Texturen.- 8.9 Texturen in Java 3D.- 8.10 Das Radiosity-Modell.- 8.11 Ray-Tracing.- 8.12 Übungsaufgaben.- 9 Spezialeffekte und virtuelle Realität.- 9.1 Nebel und Partikelschwärme.- 9.2 Nebel in Java 3D.- 9.3 Dynamische Oberflächen.- 9.4 Interaktion.- 9.5 Interaktion in Java 3D.- 9.6 Kollisionsdetektion.- 9.7 Kollisionsdetektion in Java 3D.- 9.8 Akustische Effekte.- 9.9 Akustische Effekte in Java 3D.- 9.10 Stereoskopie.- 9.11 Übungsaufgaben.- A Anhang: Hilfreiche Adressen im Internet.- B Anhang: Beispielprogramme.- C Anhang: Hinweise zu Java 2D Klassen und Methoden.- D Anhang: Hinweise zu Java 3D Klassen und Methoden.

Über Autor(innen)

Prof. Dr. Frank Klawonn vertritt seit 2002 das Lehrgebiet Computergrafik im Fachbereich Informatik der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel und führt Industriekooperationen zu diesem Thema durch.