Computer-Graphik in Schule




Auf diesen Seiten finden Sie meinen Vortrag anlässlich der TILL 2011 (Tag der Informatiklehrerinnen und -lehrer Niedersachsen / Bremen), in dem ich versuche, einige Ideen zu präsentieren, von denen ich hoffe, dass sie in der Schule (Oberstufe) gewinnbringend und zielführend eingesetzt werden können. Falls Sie gerne die Powerpoint-Folien hätten, schreiben Sie mir bitte eine Email: zach tu-clausthal.de .

Darüber hinaus finden Sie hier die im Vortrag vorgestellten Programme und Tools, und zusätzlich einige Links zu weiterführenden Informationen.

Falls Sie gerne das gesamte Material von dieser Seite auf einmal herunterladen möchsten, so finden Sie alles in diesem Archiv.

Selbstverständlich würde ich mich sehr freuen, von Ihnen zu hören, egal ob Sie Verbesserungsvorschläge, weitere Ideen, zusätzliche Links oder einfach generelles Feedback haben! So kann diese Seite vielleicht eine Fundgrube und Materiallager für "Computergraphik in der Schule" werden. Hier nochmals meine Email-Adresse: zach tu-clausthal.de .

Shader

Hier finden Sie meine etwas ausführlichere Einführung in die Shader-Programmierung. (Selbstverständlich findet man im Netz auch sehr viele Tutorials dazu, teilweise auch recht gute.)

Von unserem cross-plattform Shader-Editor "Shader-Maker" finden Sie hier Executables für Windoze und Mac, als auch den Source-Code. Bei den Executables (und beim Source-Code) sind auch weitere Beispiele für einfache Shader-Programme.

Hier finden Sie die im Vortrag vorgestellten (teilweise auch nur erwähnten) Shader-Programme.

Einfache Bildsynthese mit Python

Hier finden Sie meine Foliensätze, die ich in meiner Vorlesung als Einführung in Python verwende:
  1. Dynamische Typisierung in Python
  2. Python Basics
  3. Höhere Datenstrukturen und objekt-orientierte Programmierung in Python
Die einzige Voraussetzung für meine Beispiel-Programme ist (außer Python selbst) die Python Imaging Library, die es für jede Plattform gibt. (Auf Mac OS X 10.6 ist Python und die PIL schon vorinstalliert.)

Die Programme wurden unter Mac OS X 10.6 und Python 2.6 getestet.

Hier finden Sie eine schöne Erklärung, warum durch das Programm Sierpinski.py eben genau ein Sierpinski-Dreieck entsteht. Sie passt zwar nicht genau auf das, was mein Programm tut, läßt sich aber ganz einfach übertragen.
Hier finden Sie einige Java Applets zu Fraktalen und iterierten Funktionensystemen.

Einfache Bildverarbeitung mit Python

Die Test-Bilder, die ich im Vortrag gezeigt habe, finden Sie in diesem Unterverzeichnis. Dabei haben wir jeweils ein Original-Bild zum einen künstlich verrauscht, und zwar mit Hilfe von Gimp's Random-Hurl-Filter, und zum anderen künstlich unscharf gemacht (geblurt), und zwar mit Hilfe von Gimp's Gauss-Filter.

Die zwei Programme, die ich im Vortrag vorgestellt habe, inklusive deren Farb-Varianten und die Testbilder, finden Sie in diesem ZIP-Archiv.

Ein einfacher Raytracer

Ausführlichere Informationen zum Thema Ray-Tracing finden Sie in meinen Vorlesungsfolien:
  1. Ray Tracing 1 (Grundlagen, Kameramodelle, Renderinggleichung, Sekundärstrahlen, die Fresnel-Terme, Dämpfung, Dispersion, Schnittberechnung Strahl-Polygon)
  2. Ray Tracing 2 (weitere Schnitttests: Strahl-Dreieck, Strahl-Box, Strahl-Kugel, Strahl - implizite Fläche, Nullstellensuche, Instancing, Quadriken, Superquadrics, Metaballs, constructive solid geometry)
  3. Ray Tracing 3 (Vergleich Raytracing - polygonales Rendering, Distribution Ray Tracing);
  4. Acceleration Data Structures 1 (Light Buffer, Regular Grid, Blocking)
  5. Acceleration Data Structures 2 (Octree, kd-Tree, Surface-Area-Heuristic)
  6. Acceleration Data Structures 3 (Parallelisierung, SSE, Packet-Tracing in kd-Trees, Coherent Grid Traversal in Gittern)
Das im Vortrag erwähnte Framework für einen Ray-Tracer finden Sie hier: Wir verwenden es oft als Startpunkt für Übungen zu den Vorlesungen.

Wer nur das Executable ausprobieren möchte, findet im Readme die Tastenbelegung und die Voraussetzungen (Qt).

Szenengraphen im Browser

Hier finden Sie meine Vorlesungsfolien zu Scenegraphs allgemein, und hier finden Sie meine Vorlesungsfolien zu VRML / X3D.

Einige Beispiele für sehr einfache X3D-Modelle im Browser: Links zu WebGL-enabled Browsern).

Diese funktionieren natürlich nur in einem WebGL-enabled Browser. Die meisten dieser Beispiele sind von der X3dom-Homepage kopiert und leicht modifiziert. Viele weitere Beispiele finden Sie dort auf der Beispieleseite und im Blog.

Sehr schön gemacht ist die Gallerie von Kulturerbe des Projekts 3D-CoForm (Vasen, Figuren, u. ä.).

In diesen Foren findet man Hilfe zu Fragen, die die Integration von X3D-Content im Browser mit Hilfe der X3Dom-Rendering-Engine betreffen. (Selbstverständlich muss man sich einmal registrieren.)

Gabriel Zachmann
Last modified: Wed Mar 09 12:53:50 MET 2011