VU Echtzeit-Visualisierung

SS 2011 VU 2.0 (3.0 ECTS), 186.191

Stefan Bruckner (Vorlesung/Übung)
Andrej Varchola (Übung)
Markus Hadwiger

Content:

Aktuelles
Termine
Allgemeine Informationen

WICHTIG:
Die VU Echtzeitvisualisierung findet im Sommersemester 2012 nicht statt!!!!

Aktuelles

21.2.2011	Willkommen zur Echtzeit-Visualisierung VU 2011! Die Seiten sind noch im Aufbau und können sich noch ändern.
03.11.2009	Die Ergebnisse von 2009 sind hier zu finden.

Termine

8.3.2011	10:00 10:45	Vorbesprechung (Ort: Seminarraum 186) Grundlegende Informationen zur Lehrveranstaltungsabwicklung. Folien Box of Smoke Demo Stable Fluids Demo
3.5.2011	10:15 11:45	Introduction (Ort: Seminarraum 186) GPUs in Visualization (Architecture, OpenGL, CUDA, ...). Real-Time Visualization Case Studies. Folien
10.5.2011	10:15 11:45	Real-Time Volume Graphics 1 (Ort: Seminarraum 186) GPU ray-casting, optimizations, memory management, OpenGL vs. CUDA, ... Folien
17.5.2011	10:15 11:45	Real-Time Volume Graphics 2 (Ort: Seminarraum 186) Advanced illumination, filtering, isosurface specifics, curvature computations, ... Folien
24.5.2011	10:15 11:45	Real-Time Computations on GPUs (Ort: Seminarraum 186) (Diffusion, Level-Set Deformation, ...) Folien
28.6.2011	10:15 11:45	Abschlussevent [SEM186] Präsentation der Programme auf dem Übungsteil

Allgemeine Informationen

Die Lehrveranstaltung besteht aus einem Vorlesungsteil und einem Übungsteil.

Inhalt der Vorlesung:

Die Vorlesung greift allgemeine Grundlagen der Visualisierung (z.B. aus der VO Visualisierung) auf und erweitert diese in Richtung Echzeitverfahren und -berechnungen auf GPUs, insbesondere Real-Time Volume Rendering und Berechnungen auf Volumen. Ein wesentliches Ziel hierbei ist die Verbindung von Berechnungen in Echtzeit, wie zum Beispiel Fluid Simulation oder auch der Verformung von Oberflächen in Volumen, mit der gleichzeitigen Echtzeit-Darstellung der Resultate. Dies ist nicht nur für die wissenschaftliche Visualisierung relevant, sondern z.B. auch für die Berechnung und Darstellung von volumetrischen Spezialeffekten in Computerspielen. Also etwa die Simulation von Rauch mit einem Navier-Stokes Solver auf einem 3D Grid mit nachfolgendem Ray-Casting (beispielsweise das Box of Smoke Demo von NVIDIA).

Die benötigten Grundlagen werden kurz angesprochen, aber an sich handelt es sich um eine fortgeschrittene VU, und der vorhergehende Besuch der entsprechenden Lehrveranstaltungen (Computergraphik 1 VO und LU, Computergraphik 2 VO und LU, Visualisierung VO und LU) ist daher empfehlenswert.

Übungsteil:

Die Übung besteht aus einem selbstgewählten Programmierbeispiel, das ein "advanced topic" aus der Echzeit-Visualisierung behandeln soll. Wir bieten dafür zwei Varianten an:

Die Erweiterung eines bereits selbst in der LU Visualisierung, der LU Computergraphik 2, oder der LU Echtzeitgraphik erstellten Programms um "advanced real-time visualization" features. Beispielsweise den in der LU Visualisierung erstellten Ray-Caster um spezielle Features wie realistische volumetrische Beleuchtung oder Krümmungs-Transferfunktionen zu erweitern, oder das Spiel aus der LU Computergraphik 2 um volumetrische Spezialeffekte wie Feuer und Rauch zu erweitern, das in die Spielszene integriert ist.
Die Programmierung eines "stand-alone" Programms, das z.B. ein Paper aus diesem Bereich implementiert. Das Paper kann an sich selbst gewählt werden, ein paar Vorschläge für mögliche Beispiele sind unter den Links zu finden.

Zweiergruppen für grössere Beispiele sind möglich, allerdings muss der Aufwand dann natürlich dementsprechend höher sein.

Die Abgabe der Übung erfolgt bis eine Woche vor der Präsentation (21. Juni).

Beurteilung:

Die Beurteilung setzt sich aus dem Vorlesungsteil und dem Übungsteil zusammen.

Bei Besuch von allen Vorlesungseinheiten und der Abgabe und Präsentation eines ausreichend umfangreichen Übungsbeispieles muss keine Vorlesungsprüfung absolviert werden. Wenn das Übungsbeispiel sehr einfach gehalten ist bzw. nicht alle Vorlesungseinheiten besucht wurden (abgesehen von maximal einer begründeten Abwesenheit), muss eine mündliche Prüfung absolviert werden. Für die Übungsbeispiele abzugeben sind der Quellcode, Executables und Dokumentation.

Die Lehrveranstaltung schliesst mit einer Präsentation aller Übungsbeispiele ab, welche auf jeden Fall gemacht werden muss und auch mit in die Beurteilung einfliesst.

Anmeldung:

Die Anmeldung zur Übung erfolgt per email bis 31. März. Sie soll eine kurze Beschreibung eures Übungsbeispiels enthalten und ob ihr beabsichtigt eine Prüfung zu machen oder nicht (siehe oben). Gegebenenfalls werden wir Vorschläge/Anmerkungen zu den von euch gewählten Übungsbeispielen machen.

Prüfungstermine

Falls notwendig (siehe oben) können Prüfungstermine nach Ende der Vorlesung im Juni per email an den Vortragenden vereinbart werden.

Unterlagen:

Als Unterlagen dienen die Folien zur Vorlesung. Sie werden laufend aktualisiert.

Als ausgezeichnete Ergänzung empfiehlt sich das Buch Real-Time Volume Graphics, A K Peters, Ltd., 2006. ISBN 1-56881-266-3. Das Buch gibt es auch in der Institutsbibliothek.

Interne Links:

Die Ergebnisse von 2009 sind hier zu finden.