3D-Grafik

Sie sind auf der Suche nach einem Experten in Computer- und 3D-Grafik? Ich stehe Ihnen gerne mit meiner Expertise in der Lehre der Fächer Grafische Datenverarbeitung I + II am Fraunhofer Institut für grafische Datenverarbeitung in Darmstadt zur Verfügung. Während meiner beruflichen Laufbahn habe ich nebenbei mehrere Vorträge über 3D-Grafik gehalten. Entwickelt habe ich mehrere prototypische und Produktive 3D-Anwendungen. Mein Hauptinteresse liegt hierbei auf der Implementierung möglichst realistischer Visualisierungen und der Optimierung von Shadern.


OpenGL

Der de Facto Standard in der 3D-Grafik ist die Grafikbibliothek OpenGL. Sie implementiert alle grundlegenden Funktionalitäten, um eine 3D-Szene zu Berechnen und zu visualisieren. Diese Funktionalitäten sind unter Anderem:

  • Funktionen zur Berechnung linearer Algebra (Matrix-Vektor-Berechnungen)
  • Funktionen zum Erstellen von Standard-Matrizen (Transformation und Perspektivenberechnungen)
  • Verschiedene Matrixstacks
  • Berechnung der vordersten Elemente durch einen Tiefenspeicher (Depth-Buffer)
  • Die Möglichkeit zum Einbinden von Texturen
  • Standard-Shader zur Berechnung der Vertexpositionen und der Beleuchtung der einzelnen Pixel
Diese und andere Funktionalitäten bietet OpenGL. Wenn Sie Unterstützung bei der Implementierung mit OpenGL benötigen, stehe ich Ihnen gerne zur Verfügung.

GL Shading Language

Wenn man in Open-GL von der Standard-Rendering-Pipeline abweichen möchte, kann man die Programme auf der Grafikkarte (Vertex- und Pixelshader) auch selbst programmieren. Dadurch hat man viel mehr Flexibilität bei der erzeugten Visualisierung. Die nötigen Daten können im eigentlichen (CPU-)Programm vorbereitet und an die Grafikkarte (GPU) geschickt werden. Dort kann man die Daten beliebig transformieren, modifizieren und das nötige Bild berechnen. Auf der GPU profitiert man von der hohen Parallelberechnungsfähigkeit. Es ist auch möglich die Daten nach der Berechnung auf der GPU im Programm auch wieder anderweitig weiterzuverwenden.

Einführung in die 3D-Grafik

Diesen Vortrag habe ich auf der Macoun 2011 zusätzlich zu meinem Vortrag Astronomie mit GLKit gehalten. Er sollte die Grundlagen, wie zum Beispiel 3D-Transformationen, den Matrixstack, Vektoren, Normalen, die verschiedenen Lichtarten und Texturen beschreiben.