Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Physically-based Simulation in Computer Graphics

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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Physically-based Simulation in Computer Graphics - Cheatsheet
Physically-based Simulation in Computer Graphics - Cheatsheet Gesetze der klassischen Mechanik und deren Anwendung in der Computergrafik Definition: Gesetze der klassischen Mechanik beschreiben die Bewegung von Objekten unter Einfluss von Kräften. Anwendung in der Computergrafik zur realistischer Darstellung von Bewegung und Kollisionsdynamik. Details: Newton'sche Gesetze: Erstes Gesetz (Trägheits...

Physically-based Simulation in Computer Graphics - Cheatsheet

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Physically-based Simulation in Computer Graphics - Exam
Physically-based Simulation in Computer Graphics - Exam Aufgabe 1) Gesetze der klassischen Mechanik und deren Anwendung in der Computergrafik Die Gesetze der klassischen Mechanik beschreiben die Bewegung von Objekten unter dem Einfluss von Kräften und finden Anwendung in der Computergrafik zur realistischen Darstellung von Bewegung und Kollisionsdynamik. Wesentliche Gesetze sind die Newton'schen G...

Physically-based Simulation in Computer Graphics - Exam

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Was beschreibt das erste Newton'sche Gesetz in der klassischen Mechanik?

Welche Methode wird zur Simulation von Partikelsystemen in der Computergrafik häufig verwendet?

Wofür wird die Impulserhaltung in der Computergrafik verwendet?

Was sind die Hauptunterschiede zwischen expliziten und impliziten numerischen Integrationstechniken?

Welche bekannten numerischen Integrationsmethoden wurden in der Stabilitätsanalyse erwähnt?

Was sind die Hauptfehlerarten bei numerischen Integrationstechniken?

Was ist die Hauptfunktion von Bounding Volumes bei der Kollisionserkennung?

Welche hierarchischen Strukturen werden zur Reduktion der Kollisionstests verwendet?

Welche zwei Ansätze werden bei der Erstellung von BVH-Structuren verwendet?

Was ist der Sweep and Prune Algorithmus in der effizienten Kollisionserkennung?

Welche Schritte umfasst der Sweep and Prune Algorithmus?

Warum funktioniert der Sweep and Prune Algorithmus gut mit sortierten Listen?

Was ist Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)?

Welche Gleichungen steuern die Partikelbewegungen in SPH?

Welche der folgenden Komponenten gehört zu den SPH-Kernfunktionen?

Was sind die Eigenschaften eines starren Körpers in einer Rigid Body Simulation?

Wie wird eine Translation in der Kinematik beschrieben?

Welche Gleichung beschreibt die Newton'sche Bewegung von starren Körpern?

Was umfasst der Lebenszyklus eines Partikelsystems?

Welche Kräfte wirken typischerweise auf Partikel in einem Partikelsystem?

Wie lautet die Gleichung für die Positionsänderung eines Partikels?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Physically-based Simulation in Computer Graphics an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
01

Grundlagen der Physiksimulation

Dieser Abschnitt führt Dich in die grundlegenden Prinzipien der Physiksimulation ein und behandelt theoretische sowie algorithmische Aspekte.

  • Gesetze der klassischen Mechanik
  • Numerische Integrationstechniken
  • Fehleranalyse und Stabilitätsuntersuchungen
  • Praktische Anwendungen in der Computergrafik
  • Implementierung einfacher Simulationsszenarien
Karteikarten generieren
02
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Kollisionserkennung und -vermeidung

Hier lernst Du die Techniken zur Erkennung und Vermeidung von Kollisionen in Simulationsumgebungen kennen.

  • Bounding Volumes und Hierarchien
  • Sweep and Prune Algorithmus
  • Gitter-basierte Methoden
  • Zeitkontinuierliche Kollisionserkennung
  • Korrektur und Vermeidungsstrategien
Karteikarten generieren
03
03

Flüssigkeitssimulationen

Dieser Abschnitt konzentriert sich auf die Nachbildung von Flüssigkeiten und behandelt sowohl theoretische als auch praktische Ansätze.

  • Eulerische und Lagrangesche Methoden
  • Navier-Stokes Gleichungen
  • Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)
  • Oberflächenrekonstruktion
  • Dämpfung und Turbulenzeffekte
Karteikarten generieren
04
04

Partikelsysteme

Du wirst lernen, wie man Partikelsysteme zur Erstellung von realistischeren Effekten in der Computergrafik einsetzen kann.

  • Basisarchitektur und Design von Partikelsystemen
  • Physikalische Modellierung von Partikeln
  • Kräftemodellierung und Interaktionen
  • Partikel-Lebenszyklen und Animation
  • Rendering-Techniken für Partikelsysteme
Karteikarten generieren
05
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Rigid Body Simulation

Der Fokus dieses Abschnitts liegt auf der Simulation starrer Körper und deren Bewegungen.

  • Eigenschaften und Kinematik starrer Körper
  • Dynamik und Impulserhaltung
  • Numerische Methoden zur Simulation starrer Körper
  • Kontaktmodelle und Reibung
  • Anwendungen in Spielen und Animationen
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Physically-based Simulation in Computer Graphics an der Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

In der heutigen Zeit spielen physikalisch basierte Simulationen eine bedeutende Rolle in der Computergrafik. Die Vorlesung 'Physically-based Simulation in Computer Graphics' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir eine fundierte Einführung in dieses spannende Themengebiet. Im Rahmen des Kurses lernst Du die grundlegenden Prinzipien kennen, die den realistischen Simulationen von physikalischen Prozessen zugrunde liegen. Neben theoretischen Vorlesungen wirst Du auch praktische Übungen absolvieren, um Dein Wissen direkt anzuwenden und zu vertiefen.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus wöchentlichen Vorlesungen und begleitenden Übungen. Die Vorlesung selbst dauert 90 Minuten pro Woche und die Übungen ebenfalls 90 Minuten.

Studienleistungen: Am Ende des Semesters findet eine schriftliche Prüfung statt. Zusätzlich müssen während des Semesters Übungsaufgaben eingereicht werden.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der Physiksimulation, Kollisionserkennung und -vermeidung, Flüssigkeitssimulationen, Partikelsysteme, Rigid Body Simulation

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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