Professor Dr. Beat Brüderlin, Universität Ilmenau

Professor Dr. Andreas Meier, Universität Fribourg

Grundlagen der Computergrafik und des Geometrischen Modellierens werden mit diesem Buch dargestellt. Es behandelt neuere rasterbasierte Techniken (z.B. Texturmapping und Anti-Aliasing), die in modernen Grafikbibliotheken und Grafikkarten von PCs üblich sind. Daneben werden Ray-Tracing und Radiosity Methoden und objektraum-definierte Modelliertechniken, sowie effiziente Algorithmen der Geometrie grundlegend besprochen. Zu den einzelnen Kapiteln sind Übungsaufgaben angeführt.

1 Entwicklungsstand der Computergrafik und Computergeometrie.- 1.1 Historischer Überblick.- 1.2 Aufbau Grafischer Hard- und Software.- 1.3 Querverbindungen verwandter Fachgebiet.- 1.4 Überblick über die Kapitel dieses Buches.- 2 Grundlagen der Geometrie: Vektoren und Abbildungen.- 2.1 Vektoren und Vektorräume.- 2.2 Matrizen.- 2.3 Objekte in zwei- und dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystemen.- 2.4 Geometrische Transformationen.- 2.5 Homogene Koordinaten und Matrixdarstellung von zweidimensionalen Transformationen.- 2.6 Dreidimensionale Transformationen.- 2.7 Koordinatentransformation.- 2.8 Ansichten im Raum.- 2.9 Repräsentierung von Objekten mit homogenen Koordinaten.- 2.10 Übungsaufgaben.- 3 Licht, Farbe und Beleuchtung.- 3.1 Farbempfindung und Reproduktion.- 3.2 Beleuchtungsphänomene.- 3.3 Übungsaufgaben.- 4 Geräte und Methoden der Rastergrafik.- 4.1 Aufbau von Rastergrafikgeräten.- 4.2 Rasterkonversion grafischer Objekte.- 4.3 Dithering.- 4.4 Aliasing.- 4.5 Anti-Aliasing.- 4.6 Übungsaufgaben.- 5 Dreidimensionale Schattierungsverfahren.- 5.1 Direkte Schattierungsverfahren.- 5.2 Textur-Mapping.- 5.3 Ray Tracing (Strahlenverfolgung).- 5.4 Radiosity.- 5.5 Übungsaufgaben.- 6 Geometrisches Modellieren.- 6.1 Anwendungsgebiete und Methoden.- 6.2 Kriterien für Darstellungsformen.- 6.3 Übersicht über Darstellungsformen.- 6.5 Modellieren mit Raumprimitiven.- 6.6 Berechnen von Volumeneigenschaften.- 6.7 Übungsaufgaben.- 7 Approximation von Kurven und Flächen.- 7.1 Parameterdarstellung.- 7.2 Approximation von Kurven durch Polynome.- 7.3 Stückweise Approximation durch Polynome.- 7.4 Approximation von Flächen.- 7.5 Vergleich von Bézier- und B-Spline-Methoden.- 7.6 Übungsaufgaben.- 8 Effiziente Datenstrukturen und Algorithmen der Computergeometrie.- 8.1Effizienzkriterien.- 8.2 Mehrdimensionale Datenstrukturen.- 8.3 Inklusionsfragen.- 8.3.1 Punkt-im-Polygon-Test.- 8.4 Konvexität und konvexe Hülle.- 8.4 Konvexität und konvexe Hülle.- 8.5 Schnittalgorithmen in der Ebene und im Raum.- 8.6 Nachbarschaften und Zerlegungsprobleme.- 8.7 Übungsaufgaben.- Stichwortverzeichnis.