Group 2
Markus Bauer | |
Abstract - Diese Seminararbeit gibt einen Überblick über die Geschichte der Computerspiele von 1958 bis 2012 sowie einen kurzen Zukunftsausblick. Der Fokus liegt dabei vor allem auf historisch relevanten Computerspielen und grafischen Neuerungen sowie bedeutsamer Spielehardware. Dabei wird auf die Vektorgrafik und die Polygongrafik eingegangen und der Schritt zu dreidimensionalen Welten aufgezeigt. Weiterhin ist das goldene Zeitalter der Videospiele sowie der anschließende Zusammenbruch des Nordamerikanischen Videospiel Markts im Jahre 1983, dessen Gründe und Folgen Thema dieses Vortrages. | |
Supervisor | |
Material | |
Lukas Käser | |
Abstract - Diese Seminararbeit soll einen Überblick über die Geschichte und die Zukunft von Game Engines verschaffen. Die Arbeit versucht eine Definition einer Game Engine zu machen bevor der allgemeinen Aufbau beschrieben wird. Die Beschreibung von konkreten Game Engines startet in der Mitte der 1980er Jahre und setzt sich bis 2012 fort. Am Ende der Seminararbeit wird ein Ausblick die Entwicklung im Bereich Game Engines gemacht um die kommenden Trends zu finden. Der letzte Abschnitt der Arbeit beschäftigt sich mit der Unreal Engine 4 die 2012 erscheinen soll und das Flagschiff unter den Game Engines werden könnte. | |
Supervisor | |
Material | |
Wolfgang Neumayer | |
Abstract - Shading und Lighting sind die Bereiche der Computergrafik, in denen die Beleuchtung der Modelle sowie die endgültigen Farbwerte der Oberflächen berechnet werden. Zur Simulation von Licht verwendet man diverse Lichtquellen, z.B. Spotlights, Pointlights und Directional Lights. Beim Shading wird die Intensität des Lichts in Oberflächenpunkten berechnet, und zwar anhand verschiedener Beleuchtungsmodelle wie Lambert, Phong oder Blinn-Phong. Im Lighting werden diese Intensitätswerte dann verwendet, um die endgültige Oberflächenfarbe mithilfe eines Shadingalgorithmus (z.B. Flat Shading, Gouraud Shading, Phong Shading) zu bestimmen. Zur detaillierten Darstellung von Oberflächen werden zudem unterschiedliche Arten von Texturen benutzt. | |
Supervisor | |
Material | |
Quirin Fischer | |
Abstract - Schatten liefern wichtige Informationen über den räumlichen Aufbau von Szenen und sind notwendig für realistische Bilder. Als Lösungsansätze der Computergrafik werden neben künstlichen Attrappen-Schatten und globalen Beleuchtungsmodellen die zwei klassischen Verfahren vorgestellt, Shadow Volumes und Shadow Mapping. Es werden Erweiterungen angesprochen, die das Aliasing-Problem bei Shadow Mapping reduzieren, und Methoden präsentiert, um weiche Schatten zu erzeugen. | |
Supervisor | |
Material | |
Alexander Tumanin | |
Abstract - HDRI – High Dynamic Range Image („Bild mit hohem Dynamikumfang“) oder Hochkontrastbild ist ein digitales Bild, das die in der Natur vorkommenden großen Helligkeitsunterschiede detailreich speichern kann. Es gibt verschiedene Methoden, ein HDR-Bild zu erstellen: direkte Aufnahme mit Spezialkameras, indirekte Erstellung aus einer Reihe unterschiedlich belichteter LDR-Bilder oder künstliche Computergrafik. Es reicht aber nicht, ein HDR-Bild nur zu speichern. Es muss auch dargestellt werden. Um ein HDR-Bild auf einem gewöhnlichen (LDR-) Ausgabegerät darzustellen muss ein Verfahren namens Tone Mapping angewendet werden. Hierbei wird ein HDR-Bild mittels unterschiedlicher Methoden wieder zu einem LDR-Bild komprimiert. | |
Supervisor | |
Material | |
Linus Lotz | |
Abstract - Ein wichtiger Schritt bei jedem Aufbau der Szene in der Computergrafik, ist herrauszufinden, was überhaupt sichtbar ist. Dabei wird z.B. geschaut wie das Blickfeld der Kamera ist und ob die Objekte nicht verdeckt werden. Den Vorgang, nicht-sichtbare Polygone wegzuwerfen, nennt man Culling. Einen wesentlichen Beitrag dazu liefert auch der SceneGraph, eine Datenstruktur, in die sämtliche Objekte gespeichert werden, die angezeigt werden. Die Struktur des Scenegraph kann die Effizienz des Cullings beeinflussen. Eine weitere wichtige Aufgabe des Scenegraphs ist es die Daten an die Grafikkarte so weiterzugeben, das diese die Szene möglichst effizient rendern kann. Dies wird erreicht in dem man die Daten in einer bestimmten sortierung an die Grafikkarte liefert. Der Scenegraph und das Culling tragen maßgeblich zu der Performance bei und sind aus keinem grafisch aufwendigen Spiel wegzudenken. | |
Supervisor | |
Material | |
Steve Walter | |
Abstract - Diese Seminararbeit beschreibt den Aufbau und die Anwendung von Partikelsystemen in Echtzeitanwendungen. Dabei wird neben den fundamentalen Elementen, wie die Partikel selbst und dem Emitter auch auf einfache physikalische Simulationen, wie Wind, Schwerkraft oder Aufprall und Reflektion eingegangen. Ebenfalls werden das Rendering und die Notwendigkeit zur Sortierung beim Rendern betrachtet. Es wird herausgestellt, wozu Partikelsysteme benötigt werden und welche Vorteile sie gegenüber den herkömmlichen Ansätzen bieten. Des Weiteren werden konkrete Anwendungsbeispiele für zur Verwirklichung bestimmter Effekte, wie Rauch, Explosionen oder Regen mittels Partikelsystemen skizziert. Abschließend wird ein Ausblick auf die derzeitige Entwicklung gegeben. | |
Supervisor | |
Material | |
Daniel Huynh | |
Abstract - Unter einem Rigid Body versteht man eine Menge an Partikeln, die stets in Relation zueinander, an der gleichen Position sind. Die Rigid Body Motion beschäftigt sich mit der Simulation der verschiedenen Bewegungen dieser Rigid Bodies. Alle dieser Bewegungen, können in die zwei grundlegenden Größen, Translation und Rotation, aufgespalten werden, wobei für diese physikalischen Bewegungen die entsprechenden Gesetze aus der Realität gelten. Um eine akzeptable Bewegung zu simulieren, muss man bei der Annäherung an die Bewegungsgleichung einen Kompromiss finden, der sowohl eine realistische Bewegung simuliert, als auch mit der Performanz des Rechners realisierbar ist. | |
Supervisor | |
Material | |
Marcus Rogowsky | |
Abstract - Thema dieses Vortrags ist die Simulation von verformbaren Körpern am Beispiel der Mass-Spring Methode. Dazu werden zuerst die physikalischen und numerischen Grundlagen gelegt und anschließend die Simulation so implementiert und erweitert, dass sie die Eigenschaften eines elastisch verformbaren Körpers erfüllt. Als Anwendung in Game Engines wird die Verwendung der Methode bei Schadensmodellen mit Erweiterung um plastische Verformung gezeigt. Abschließend werden die Shape-Matching Methode und die Finite-Elemente Methode kurz vorgestellt. | |
Supervisor | |
Material | |
Sabahattin Giritli | |
Abstract - Computerspiele werden immer realistischer und komplexer in der Animation von Charakteren, so enthalten Spiele der neusten Generation mehrere Tausend verschiedene Animationen. Forward und Inverse Kinematics sind Techniken, die zur Berechnung von Bewegungen in Mehrkörpersystemen dienen. Diese Arbeit behandelt die Unterschiede sowie die Verwendung beider Techniken in der Spieleentwicklung. Dabei wird ein Einblick in den mathematischen Hintergrund gegeben und einige Verfahren zur Berechnung vorgestellt. | |
Supervisor | |
Material | |
Alexander van Renen | |
Abstract - Kollisionserkennung wird benötigt um in Spielen oder anderen Anwendungen, wie physikalischen Simulationen, zu erkennen ob sich zwei Körper überlappen. In der "Broad Phase" wird versucht möglichst viele potentielle Kollisionen auszuschließen, um die Anzahl an durchzuführenden Tests zu verringern. Dieses Ziel wird erreicht durch das Verwenden von Bounding Volumes und Space Partitioning Techniken, wie reguläre Gitter oder Bäume. | |
Supervisor | |
Material | |
Jonathan Aldag | |
Abstract - Die Narrow Phase der Kollisionsdetektion in Game-Engines beschäftigt sich allgemein mit der Frage, ob die Kollisionsgeometrien zweier benachbart positionierter Objekte sich schneiden. In dieser Ausarbeitung wird auf verschiedene Verfahren und Ansätze eingegangen, welche uns eine Antwort auf diese Frage liefern können. Vordergründig werden dabei die grundlegenden Ideen, Effizienz und Anwendung der behandelten Algorithmen diskutiert. Als erstes wird ein Kollisionstest für beliebige polygonale Objekte vorgestellt, dessen Herzstück aus einem effizienten Dreieck-Dreieck-Intersektionstest besteht. Außerdem soll der Gilbert-Johnson-Keerthi-Algorithmus näher betrachtet werden, welcher auf konvexen Objekten arbeitet. Im Rahmen der Besprechung dieses Verfahrens wird auf die Möglichkeit eingegangen, die Zeit, und somit den Ablauf von Kollisionen, kontinuierlich statt diskret zu betrachten. | |
Supervisor | |
Material | |
Philipp Schneider | |
Abstract - Als Teilgebiet der Künstlichen Intelligenz 3d Pathfinding einen hohen Stellenwert in der heutigen Spieleentwicklung. 3d Pathfinding beschäftigt sich mit der Suche der besten Routen zwischen zwei Punkten unter gegebenen Gesichtspunkten. Interessante Aspekte sind die Darstellung und Verfeinerung des Suchraumes, sowie die Optimierung der Algorithmen zur Routenfindung. | |
Supervisor | |
Material | |
Julian Bulwahn | |
Abstract - Für die Entwicklung einer MMO Game Engine wird auf Unterstützung von Mehrspieler-Techniken über das Internet eingegangen. Dabei werden Techniken der Replikation, insbesondere mit Ansätzen der Prediction, dargestellt und deren Vorrausetzung und die Probleme, die sie lösen, erklärt. Zusätzlich werden zur Unterstützung dieser Techniken die Architektur, die Protokollwahl und das Konzept des Interest Managing in Hinblick auf Latenz- und Bandbreitenverringerung betrachtet. | |
Supervisor | |
Material | |
Julian Geiger | |
Abstract - Wasser ist in der heutigen Zeit aus der Computergrafik so wenig wegzudenken, wie aus der realen Welt. Doch die Darstellung von Wasser bedarf, vor allem, wenn diese in Echtzeit umgesetzt werden soll, der Nutzung äußerst effizienter Algorithmen. Dabei müssen sowohl die graphischen, wie auch die physikalischen Eigenheiten des Wassers nachempfunden werden. Physikalisch gilt es die Bewegungen des Wassers zu simulieren, wobei im Besonderen auf die effiziente Berechnung einer Wasseroberfläche eingegangen wird. Graphisch müssen die Besonderheiten des Wassers bzgl. des Lichtes modelliert werden. | |
Supervisor | |
Material | |
Magdalena Neumann | |
Abstract - Zum Thema "Rendering Smoke and Clouds" haben sich verschiedenste Methoden zur Modellierung und Darstellung in der Computergrafik etabliert. Dabei umfasst der erste Hauptteil meiner Arbeit die Funktionsweise der fraktalen Noise-Funktion konkret am Beispiel des gradientenbasierten Perlin Noise als eines der Standardverfahren der Bildsynthese. Hierbei wird auch auf die Möglichkeit der Ausführung in verschiedenen Dimensionen und der damit verbundenen Animation der erzeugten Wolken eingegangen. Der zweite Teil beschäftigt sich mit dem Raycasting Verfahren vorangeführt von einer kleinen Einführung in die Grundlagen der Volumengrafik. Ergänzend an beide Teile sind sowohl Vor- und Nachteile, als auch weitere Anwendungsgebiete aufgeführt. | |
Supervisor | |
Material | |
Anselm Eickhoff | |
Abstract - Glaubwürdige Landschaften bilden das Kernstück photorealistischer Umgebungen in modernen Computerspielen.Diese Arbeit setzt sich mit der prozeduralen Synthese solcher Landschaften auseinander. Zunächst wird eine Einführung in pseudozufällige Zahlengeneratoren und das Konzept des Fractal Noise gegeben und es wird erklärt wie man damit möglichst chaotische Heightmaps generieren kann. Anschließend wird ein Algorithmus vorgestellt, der auf Heightmaps Erosion durch Wasser simuliert um natürlichere Landschaftsformen zu erhalten. Dann wird beispielhaft gezeigt, wie man eine Landschaft prozedural texturieren und bepflanzen kann. Außerdem wird auf Textursynthese mit bestehenden Höhendaten als Alternative zur Generierung von Heightmaps hingewiesen. Schließlich wird der Begriff des Fractal Noise auf drei Dimensionen erweitert (als Dichtefunktion) und es wird ein Ausblick auf die aktuellen und zukünftigen Möglichkeiten der prozeduralen Erstellung von Spielinhalten gegeben. | |
Supervisor | |
Material | |
Alexander Sehr | |
Abstract - Nicht photorealistisches Rendering (kurz NPR) ist eine Art des Renderings, bei der es weniger um den Realismus beim Rendering, als vielmehr um die Aussagekraft der erzeugten Bilder geht. Diese Präsentation liefert beispielhafte Abgrenzungen zwischen PR und NPR und beschreibt darüber hinaus eine Auswahl existierender Verfahren. Um den Kontext des Papers, namentlich dem Game-Engine Design gerecht zu werden, wird in diesem Kontext insbesondere Cel-Shading detaillierter erläutert. | |
Supervisor | |
Material | |