Module Import 04CV2014 - Animation and Simulation

Status: Published
Workload6 ECTS = 180 hrs
Credits, Weight6 ECTS, (n.s.)
Language of Instruction German
Semester (n.s.)
Duration1 Sem.
M/E Elective
Courses
Course No. Type Name MA/EL Workload Credits Contact Hours Selfstudy Group Size
04CV2014-1 Lecture Animation und Simulation V EL 3 ECTS = 90 hrs 3 ECTS 2 hrs/week = 30 hrs 60 hrs 30
Learning Outcomes

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. Die Themen werde in einem Praktikum vertieft und eine eigene Anwendung implementiert.

Content
  1. Einführung
    • Begriffsbildung und Beispiele
    • Zielsetzung: Bewegungskotrolle über die Zeit
    • Interpolation mit Bézier- und Hermitekurven
  2. Kinematik
    • Grundlagen
    • Weg-Zeit-Kontrolle
    • Bogenlängentabelle
  3. Weg-Zeit-Verhalten
    • Weg-Zeit-Kurven
    • Ease-In/Ease-Out
    • Blickrichtung
  4. Orientierung
    • Freiheitsgrade
    • Rotationsmatrizen
    • Euler/Kardanwinkel und Gimbal Lock
    • Angle-Axis
  5. Quaternionen
    • Quaternionen als Klasse
    • Vor- und Nachteile von Quaternionen
    • Algebra, Addition und Multiplikation
    • Anwendung auf Vektoren
    • Interpolation (lerp und slerp)
  6. Dynamik von Massepunkten
    • Drehdynamik, Ableitung von Matrizen, Winkelgeschwindigkeit mit
  7. Quaternionen
    • Newtonsche Axiome, Kräfte
    • ordinary differential equation (ODE)
    • Numerische integration: Euler und Runge-Kutta
  8. Dynamik von Starrkörpern
    • Kollisionsbehandlung, elastischer/inelastischer Stoß
    • Drehimpuls und Trägheitsmomente
    • Physik-Engine
Teaching Methods

(not specified)

Prerequisites

(not specified)

Examination Methods

Assignment und mündliche Prüfung

Credit Requirements

(not specified)

References

Parent, Rick: Computer Animation - Algorithms and Techniques, Morgan Kaufman, 2002

Eberly, David. H.: Game Physics, Morgan Kaufman, 2004

Bourg, David M.: Physics for Game Developers, O'Reilly, 2001

van den Bergen, Gino.: Collision Detection in Interactive 3D Environments, Morgan Kaufman, 2004

Responsible / Organizational Unit
Müller, Stefan / Institute for Computational Visualistics
Additional Information

(not specified)

Last change
Apr 24, 2018 by Frey, Johannes
Last Change Module
Jan 3, 2019 by Frey, Johannes