Animation und Simulation

Animation und Simulation

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.

Weiterführende Methoden beschäftigen sich vor allem mit der Simulation von Gasen und Flüssigkeiten.

Organisatorisches

Modulnummer: 04CV2014

Klips: https://klips.uni-koblenz.de/v/156436

Voraussetzungen

Diese Veranstaltung richtet sich sowohl an Bachelor- als auch an Masterstudierende. Kenntnisse der Computergraphik 1 sind wichtig.

Materialien

Materialien werden in unserem Cloud Ordner zur Verfügung gestellt. Der Link dazu befindet sich hier: Link (benötigt Login auf der Uni-Seite mit Unikennung).

Teams

Teams können sich hier zusammenfinden: link

Vorlesungen

18.04.2024

1

Einführung

25.04.2024

2

Kinematik

02.05.2024

3

Weg-Zeit

09.05.2024

 

Christi Himmelfahrt

16.05.2024

 4

Dynamik, Comp Shadern, Partikel

23.05.2024

 

Pfingsten

30.05.2024

 

Fronleichnam

06.06.2024

5

Orientierung

13.06.2024

6

Quaternionen

20.06.2024

7

Drehdynamik, Rigid Bodies

27.06.2024

8

Kollisionserkennung

04.07.2024

9

PDEs und Kontinuumsmechanik

11.07.2024

10

Material Point Methode

18.07.2024

11

Stable Fluids / position based Dyn

25.07.2024

12

Präsentation/Mündl. Prüfungen

Prüfungen

Im Semester wird ein Assignment zu einem freien Thema nach Absprache mit dem Dozent in 2er-3er Teams bearbeitet und in einer Blockveranstaltung vorgestellt (s.o.). Zusätzlich gibt es eine mündliche Gruppenprüfung, wobei zuerst Fragen zum Assignment und dann Fragen zu den Inhalten der Vorlesung gestellt werden.

Dabei sind folgende Fragen relevant:

  1. Mit welchen mathematischen Funktionen definieren wird Pfade, Aufbau und Funktionsweise der Bogen-Längen-Tabelle.
  2. Zusammenhang Weg, Geschw. und Beschleunigung, Parabolische Ease-In und Ease-Out Kurve
  3. Euler-Integration, Runge-Kutta, Leap-Frog
  4. Euler/Kardan Winkel, Gimbal Lock, Angle Axis,
  5. Quaternionen, lerp und slerp, sphärisch quadratische Interpolation
  6. Physik Engine: Ablauf der Simulation für Position und Orientierung
  7. Kollisionserkennung, SAT, sort and sweep
  8. Fluide: Unterschied zwischen Euler- und Lagrange Methoden
  9. Material-Point Methode: Grundprinzip, wofür wird sie verwendet?
  10. Position based dynamics: Grundprinzip und Unterschied zu herkömmlichen Methoden