Fotorealistische Computeranimation

ISBN-13: 9783642761362 / Niemiecki / Miękka / 2011 / 396 str.

Wolfgang Leister; Heinrich M. Ller; Achim St Er

Opis

Die heutige Computergraphik in ihren vielfaltigen Anwendungen zeigt eine Tendenz zu Farbe und Bewegung. Die immer haufiger als Vorspann, in Werbespots, aber auch in wissenschaftlichen Visualisierungen verwendeten rechnergenerierten Animationen erzielen ihre Wirkung durch die Simulation optischer Effekte, etwa des Reflexionsverhaltens metallischer Oberflachen, und durch ausgefeilte Bewegungsablaufe bis hin zu korrektem physikalischen Verhalten. In diesem Buch werden Techniken zur Produktion derartiger fotorealistischer Computeranimationen vorgestellt und anhand des Computerfilms Occursus cum Novo demonstriert. Die Kapitel werden durch Ubersichten zum Stand der Technik und Verweise auf relevante weiterfuhrende Literatur abgeschlossen. Fur potentielle Entwickler von Animationssystemen werden in diesem Buch grundlegende Verfahren und ihre effiziente Umsetzung in Algorithmen und Software dargestellt. Anwender erfahren technische Einzelheiten, die helfen konnen, die Wirkungsweise der eingesetzten Systeme besser zu verstehen. Das umfangreiche, uberwiegend farbige Bildmaterial vermittelt auch dem nicht technisch orientierten Leser den "Stand der Kunst.""

Spis treści

1. Animation.- 1.1 Geschichtliche Wurzeln.- 1.1.1 Bilderzeugung und Realismus.- 1.1.2 Automation der Abbildung, Fotografie.- 1.1.3 Film und Video.- 1.1.4 Zeichentrickfilm.- 1.1.5 Computergraphik und Computeranimation.- 1.2 Anwendungen der Computeranimation.- 1.2.1 Echtzeitanimation.- 1.2.2 Filmanimation.- 1.3 Entwicklungsphasen einer Computeranimation.- 1.3.1 Konzeption.- 1.3.2 Planung.- 1.3.3 Entwurf.- 1.3.4 Modellierung.- 1.3.5 Bilderzeugung.- 1.3.6 Aufzeichnung.- 1.3.7 Nachbearbeitung.- 1.4 Occursus cum novo.- 1.4.1 Inhalt des Films.- 1.4.2 Zur Durchführung des Projekts.- 1.5 Übersicht.- 1.6 Occursus cum novo — Bilder.- 2. Bilderzeugungsschnittstelle.- 2.1 Die Vera-Bilderzeugungsschnittstelle.- 2.2 Elementare geometrische Objekte.- 2.2.1 Kugel und Ellipsoid.- 2.2.2 Dreieck, Viereck, Patch.- 2.2.3 Rotationskörper.- 2.3 Unterszenen.- 2.4 Schnittkörper.- 2.5 Beleuchtung und Material.- 2.5.1 Vera-Beleuchtungsmodell.- 2.5.2 Material.- 2.5.3 Beleuchtung.- 2.5.4 Himmel-Erde-Modell.- 2.5.5 Modellieren von Material und Beleuchtung.- 2.6 Bibliothekskonzept.- 2.7 Textur.- 2.7.1 Spezifikation der Texturmatrizen.- 2.7.2 Zuordnung von Texturmatrizen zu Materialparametern.- 2.7.3 Zuordnung der Textur zu einem Objekt.- 2.7.4 Erweitertes Himmel-Erde-Modell.- 2.8 Ansichts- und Bildeigenschaften.- 2.9 Variablen.- 2.10 Beispiele.- 2.10.1 Objekte.- 2.10.2 Material.- 2.11 Übersicht.- 3. Modellierung.- 3.1 Interaktion und Datenerfassung.- 3.2 Interpolation von Körpern aus Schnittkonturen.- 3.3 Freiformkurven und -flächen.- 3.3.1 Bézierflächen und -kurven.- 3.3.2 B-Spline-Kurven und -Flächen.- 3.3.3 Approximation von Flächen durch Dreiecke.- 3.3.4 Kurveninterpolation durch Splines.- 3.3.5 Glatte Interpolation von Flächen.- 3.4 Fraktale.- 3.4.1 Fraktale Brownsche Bewegung.- 3.4.2 Rekursive Strukturen.- 3.5 Modellierung von Bewegung.- 3.6 Entwurfsprinzipien.- 3.7 Occursus cum novo.- 3.7.1 Unterszenentechnik.- 3.7.2 Texte.- 3.7.3 Periodizität.- 3.7.4 Bewegung.- 3.7.5 Wasser.- 3.7.6 Würmer.- 3.7.7 Partikelsysteme.- 3.7.8 Bäume.- 3.7.9 Rekonstruktion.- 3.7.10 Katenoiden.- 3.8 Übersicht.- 4. Bilderzeugung.- 4.1 Bilderzeugungstechniken.- 4.2 Der Raytracer VERA.- 4.2.1 Funktionsweise.- 4.2.2 Einlesen der Szenenbeschreibung und Vorverarbeitung.- 4.2.3 Bilderzeugung und Bildausgabe.- 4.3 Bilderzeugung in Rechnernetzen.- 4.3.1 Anforderungen an die verteilte Berechnung.- 4.3.2 Die Netqueue.- 4.3.3 Netqueue-Server.- 4.3.4 Netqueue-Klienten.- 4.4 Vektorrechner.- 4.5 Occursus cum novo.- 4.6 Übersicht.- 5. Aufzeichnung.- 5.1 Aufzeichnung auf Film.- 5.2 Aufzeichnung auf Video.- 5.2.1 Videosignale.- 5.2.2 Videoaufzeichnungsformate.- 5.2.3 Zeitcodes.- 5.2.4 Aufzeichnung.- 5.3 Occursus cum novo.- 5.4 Übersicht.- 6. Nachbearbeitung.- 6.1 Bildmanipulation.- 6.1.1 Bildformatänderung.- 6.1.2 Farbveränderung.- 6.1.3 Filterung.- 6.1.4 Dithering.- 6.1.5 Bildkompression.- 6.2 Video-Nachbearbeitung.- 6.2.1 Videoschnitt.- 6.2.2 Videotrickgeräte.- 6.2.3 Ton.- 6.2.4 Normwandlungen.- 6.2.5 Video-Film-Transfer.- 6.3 Occursus cum novo.- 6.4 Übersicht.- Literatur.- Register.