Animation & Simulation

Prof. Dr. Stefan Müller

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Inhalte

Die Vorlesung vermittelt die grundlegenden Algorithmen und Verfahren aus den Bereichen der Simulation und Animation. Den Kern bilden dabei Verfahren zur Interpolation von Positionen und Orientierungen im Zusammenhang mit Weg-Zeit-Diagrammen (Animationen), sowie die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Kinetik und Kinematik mit den entsprechenden Simulationsmethoden. Im Vordergrund stehen dabei vor allem echtzeitfähige Verfahren zur Anwendung in Virtuellen Welten oder Computerspielen.

Themenübersicht

  • Einführung
  • Interpolation von Positionen und Orientierung entlang von Kurven
  • Euler-Winkel, axis-angle und Quaternionen
  • Grundlagen der Kinetik und Kinematik
  • Simulation der Dynamik von Massepunkten
  • Simulation der Dynamik von Festkörpern

Folien

Wichtig: Bitte beachten Sie, dass die Vorlesungsthemen, wegen Umstrukturierung, zum jeweiligen Termin noch nicht endgültig feststehen und die Vorlesungsthemen während des Verlaufs der Veranstaltung aktualisiert werden können. Die nachfolgenden Folien wurden als Lehrmaterial für die o.g. Lehrveranstaltung entwickelt. Sie beinhalten Bilder, die urheberrechtlich geschützt sind. Die Folien werden Studierenden angeboten, die diese Lehrveranstaltung besuchen und dienen zur Vertiefung der Lehrinhalte. Kopieren oder Weitergabe der Folien zu anderen Zwecken ist daher nicht gestattet.

 

14.04.2015 Einführung SM
24.04.2015 Kinematik SM
01.05.2015 1. Mai --
08.05.2015 Übung: Hermite Splines & Kinematik KH
15.05.2015 Weg-Zeit SM
22.05.2015 Orientierung
SM
29.05.2015 Pfingsten --
05.06.2015 Übung: Weg-Zeit & Orientierung GL
12.06.2015 Quaternionen SM
19.06.2015 Drehdynamik SM
26.06.2015 Rigid Bodies SM
03.07.2015 Übung: Dynamic, Quaternionen & Rigid Bodies KH
10.07.2015 CVTag --
17.07.2015 Fluids DN
24.07.2015 Special Topic

 

Die Folien zur Vorlesung sind hier zu finden.

Übungsblätter

Die Übungsblätter sind hier zu finden.

Weitere Themen

  • Skin-Bones
  • Wasser (Stam, Navier-Stokes, SPH, Rendern)
  • Physik-Engines
  • Kollisionserkennung
  • Feder-Masse (Fahne, Stoff, Haare, Fell, Bruchsim, Def. Objekte)
  • Gesicht
  • Partikelsysteme

 

Prüfungshinweise

Die Prüfung setzt sich wie folgt zusammen. Es muss eine Projektarbeit (Assignment) in 2er oder 3er Teams erstellt und abgegeben werden. Zusätzlich zu den behandelten Themen sollte eine Transferleistung erfolgen. Ein Team wird gemeinsam geprüft, stellt die Arbeit vor (50% der Note) und beinhaltet Fragen zur Vorlesung (50%).

Prüfungstermine

Die mündlichen Prüfungen finden an folgenden Terminen statt. Bitte bringen vereinbaren Sie am gewünschten Zeitraum ein Termin mit Brigitte Jung.

09.09 13-17 Uhr
10.09. 13-17 Uhr
07.10 10-12 Uhr 
08.10 10-12 Uhr
09.10 10-12 Uhr

Zur Prüfung ist der Quellcode sowie das lauffähige Programm der Projektarbeit mitzubringen.

Literatur

  • Parent, Rick: Computer Animation – Algorithms and Techniques, Morgan Kaufman, 2002
  • Eberly, David. H.: Game Physics, Morgan Kaufman, 2004
  • Bourg, David M.: Physics for Game Developers, O’Reilly, 2001
  • Chris Hecker's Rigid Body Dynamics: Physics Articles, Part 1-4, Game Developer Magazine, 1996-9
  • David Baraff and Andrew Witkin: Physically Based Modeling, Siggraph 2001 Course Notes