Computeranimation (Master)

NummerUmfangTermineDozent
0426294VMittwoch, 14-16Prof. Dr. Mario Botsch
042630Mittwoch, 12-14
Freitag, 10-12
Astrid Bunge
Martin Komaritzan

Hier gibt es die Ergebnisse der Lehrevaluation. Vielen Dank für das Feedback!

Lerninhalte

Computer Animation ist ein attraktiver Teilbereich der Computergrafik, in dem “langweilige” statische Objekte zum Leben erweckt werden. In dieser Vorlesung werden zwei Arten der Animation behandelt: Charakter-Animation und Physik-Simulation.

  • In der Charakter-Animation werden virtuelle Charaktere mittels eines eingebetteten Skeletts animiert, wobei das Skelett entweder durch Benutzerinteraktion (inverse Kinematik) oder durch Messen und Übertragen der Bewegungen eines Schauspielers (Motion Capturing) kontrolliert wird.
  • Sekundäre Animationseffekte, wie z.B. die Bewegungen von Kleidung und Haaren, werden durch dynamische Physik-Simulation von Materialeigenschaften und Kräften berechnet. Wir werden in der Vorlesung eine Reihe von physikalischen Effekten simulieren, angefangen bei einfachen Partikeln, über Starrkörper und deformierbare Körper und Flächen, bis hin zu Flüssigkeiten.

Typische Anwendungsgebiete dieser Methoden sind realistische Spezialeffekte in Filmen, aufgrund steigender Rechenkapazitäten aber zunehmend auch physikalische Effekte in interaktiven Anwendungen und Computerspielen. Im Gegensatz zur Strukturmechanik ist unser Ziel dabei nicht primär numerische Genauigkeit, sondern effiziente und robuste Berechnung und Implementation.

In den Übungen werden die meisten in der Vorlesung behandelten Themen programmiert und so in die Praxis umgesetzt. Dies erfolgt in Form von 4-5 Mini-Projekten, für die jeweils ca. 3 Wochen Zeit sind. Die Tutoren stehen in wöchentlichen Sprechstunden mit viel Rat und etwas Tat zur Seite.

Corona-Maßnahmen

  • Aufgrund der Corona-Pandemie wird die Vorlesung nicht in Präsenz stattfinden.
  • Statt dessen wird es vorher aufgezeichnete Vorlesungsvideos geben, die zusammen mit den Vorlesungsfolien jeweils bis zum Donnerstag abend bereitgestellt werden.
  • Zum eigentlichen Vorlesungstermin (Mittwoch, 14-16 Uhr) wird es dann in der Folgewoche eine Online-Fragestunde geben, in der Fragen geklärt und Quizzes durchgespielt werden. Die Fragestunde wird per Videokonferenz (wahrscheinlich BigBlueButton) abhalten werden.
  • Fragen zu Vorlesungsinhalten können entweder online in der Fragestunde gestellt oder vorher auf unseren interaktiven HTML-Folien direkt und anonym gepostet werden.
  • Auf die Vorlesungsvideos und -folien können Sie nur mit einem Passwort zugreifen. Bitte registrieren Sie sich im LSF für die Veranstaltung, damit wir Ihnen die Zugangsdaten über den LSF-Emailverteiler zuschicken können.

Voraussetzungen

  • Grundkenntnisse in linearer Algebra und Analysis werden vorausgesetzt.
  • Die Vorlesung “Graphische Datenverarbeitung” wird empfohlen, ist aber nicht notwendig.
  • Das Bearbeiten der praktischen Übungsaufgaben erfolgt in C++. Es wird am Anfang einen C++-Crash-Kurs geben.

Vorlesungsmaterialien

Hier gibt es unsere Online-Materialien:

Nach Vorlesungsende gibt es die HTML-Folien auch in Form einer Electron-App, was Archivierung und Offline-Zugriff ermöglicht (ca. 500MB):

Die Vorlesung orientiert sich an mehreren exzellenten Kursen, deren Course Notes hier elektronisch zur Verfügung gestellt werden:

Für einen breiteren Überblick können folgende Bücher dienen, die für die eigentlichen Vorlesungsthemen allerdings nicht notwendig sind:

  • Eberly, Game Physics, Morgen Kaufmann, 2003.
  • Erleben, Sporring, Henriksen, Dohlmann, Physics Based Animation, Charles River Media, 2005.

Tentative Vorlesungsplanung

WocheVorlesungÜbung
44Introduction 
45Mass Spring SystemsC++ Crash Course
46Time IntegrationMass Spring Systems
47Rigid Bodies
48Collisions
49keine VorlesungRigid Bodies
50PDEs
51Euler Fluids
1Character SkinningFluid Simulation
2Inverse Kinematics
3Face Animation
4Elastic BodiesCharacter Animation
5Real-Time Elastic Bodies
6Conclusion