Grafik und
Animationssysteme
K2002
1. Sowohl bei der klassischen Zeichentrickfilmerstellung als
auch bei der Erstellung einer Computer Animation fallen mehrere Produktiosstufen
an. Wie unterscheiden sich die Produktionstufen der Erstellung eines klassischen
Zeichentrickfilms von denen einer Computer Animation? Bergründen Sie Ihre
Antwort!
2. Bei der Erstellung von Zeichentrickfilmen, aber auch bei der Computer
Animation, kommen unterschiedliche Animationsprinzipien zum Einsatz. Was
versteht man unter den Prinzip Follow Throgh / Overlapping Action und wann
setzen Sie es ein?
3. Bei der visuellen Wahrnehmung wird zwischen rezeptiven und perzeptiven
Sehfunktionen unterschieden. Erläutern Sie, warum das nachfolgende Bild nach
längerer Betrachtung zu flimmern beginnt.
4. Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen dem RGB-Farbmodell und dem YMC-
bzw. CMY-Modell?
Wie können die beiden Modelle ineinander überführt werden?
Rot Grün Blau sind die grundfarben aus denen man sich die
anderen mischen kann
dabei verändert man die Intensität der Farben.
ist ein Additives Model, da alle Farben zusammen Weiß ergeben.
Yellow Magenta Cyan ist ein Subtraktives Model, bei der überführung müsste man
nur die anteile umkehren
Yellow= Rot+Grün und so weiter.
5. Bei der Festkörpermodellierung werden statt der „normalen“ Booleschen
Mengenoperatoren auch regularisierte Boolesche Mengenoperatoren verwendet?
Erläutern Sie die Funktionalität der regularisierten Booleschen Mengenoperatoren
im Vergleich zu der Funktionalität der „normalen“ Booleschen Mengenopratoren und
zeigen Sie auf, wann Sie diese einsetzen! Begründen Sie Ihre Antwort!
6. Bei der Festkörpermodellierung werden unterschiedliche
Repräsentationsschemata für 3D-Modelle unterschieden. Für ihre Bewertung kann
u.a. das Kriterium Eindeutigkeit / Nicht-Eindeutigkeit der Darstellung
herangezogen werden. Zeigen Sie die Unterschiede für die aus Ihrer Sicht drei
wichtigsten Repräsentationsschemata in Bezug auf dieses Kriterium auf und
erläutern Sie die Problematik, die sich aus einer Nicht-Eindeutigkeit ergibt!
7a. Die verallgemeinerte Euler-Poincare-Formel lautet v-e+f-(l-f)-2(s-g)=0
Wie viele Knoten, Kanten, Facetten, Schleifen, Schalen und Geschlechter besitzt
ein Pyramidenstumpf mit einem
kugelförmigen Hohlraum, in dem sich wiederum eine Kugel befindet?
Erfüllt er die allgemeine Euler-Poincare-Formel? Begründen Sie Ihre Antowort!
7b. Konstruieren Sie einen Pyramidenstrumpf mittels der unten aufgeführten
Euleroperation!
Operator Basisvektor
v e f g(h) r=l-f*) s
mey 1 1 0 0 0 0
mef 0 1 1 0 0 0
mvfs 1 0 1 0 0 1
kemr 0 -1 0 0 1 0
kfmrh 0 0 -1 1 1 0
kev -1 -1 0 0 0 0 *) r entspricht
kef 0 -1 -1 0 0 0 der Anzahl
kvfs -1 0 -1 0 0 -1 innerer
mekr 0 1 0 0 -1 0 Schleifen
mfkrh 0 0 1 -1 -1 0
8. Zur Veränderung von Position, Lage und Größe eines Objektes im Raum werden
Transformationen eingesetzt.
a) Was besagt die Kommutativität zweier Transformationen?
Das die Reihenfolge der Anwendung keine Rolle spielt das
Ergebnis ist immer gleich
b) In Fällen ist die Kommutativität zweier Rotationen gewährleistet? Begründen
Sie Ihre Antwort!
Ja!, 90grad + 30grad=120grad
9. Welche TRansformationen müssen Sie durchführen, um zwei Koordinatensysteme,
die sich in der Skalierung ihrer Y-Achse um den Faktor 2 unterscheiden,
ineinander zu überführen?
Zeichnen Sie die Koordinatensysteme und stellen die zugehörige
Transformationsmatrix auf!
10. Sie haben eine Szene mit einem 3D-Objekt modelliert. Die Ansicht auf Ihr
Objekt und damit die Kamera, durch die Sie das Objekt betrachten, werden u.a.
durch den Blickrichtungsvektor sowie die Position und die Öffnungsweite der
Kamera bestimmt. Wie verändern sich diese Parameter, wenn Sie die in der unten
dargegstellten Tabelle aufgeführten Funktionen ausführen? Kreuzen Sie die
richtige Antwort an!
Diese Operation ändern folgende Werte in der Ansicht:
Blickrichtungsvektor Betrachtungsstandort Öffnungsweite
Handwerkszeug (Pan)
nach links oder rechts (ja/nein) (ja/nein) (ja/nein)
ziehen
-------------------------------------------------------------------------------------------
die "Bogendrehung"
verwenden (ja/nein) (ja/nein) (ja/nein)
-------------------------------------------------------------------------------------------
Zoomen (ja/nein) (ja/nein) (ja/nein)
-------------------------------------------------------------------------------------------
eine vordefinierte
Ansicht auswählen (ja/nein) (ja/nein) (ja/nein)
-------------------------------------------------------------------------------------------
die Kamera an dem
Objekt ausrichten (ja/nein) (ja/nein) (ja/nein)
-------------------------------------------------------------------------------------------
das 3D-Objekt im
Raum rotieren (ja/nein) (ja/nein) (ja/nein)
-------------------------------------------------------------------------------------------
11a. Sie möchten einen Apfel als 3D-Objekt modellieren. Wie gehen Sie bei der
Erzeugung von Form und Geometrie vor?
11b. Sie möchten nun eine Animation ergänzen, in der der Apfel zu einer Birne
verformt wird.
Welche Schritte führen Sie durch, um diese Animationssequenz zu erstellen?
12. Was versteht man unter
a) einer Window-Viewport-Transformation?
b) Rendern?
c) einem Shape?
d) einem Rotationsobjekt?
e) Ray Tracing?
13a. Wie unterscheiden sich Zentral- und Parallelprojektion im Ergebnis der
Darstellung auf dem Bildschirm? Begründen Sie Ihre Antwort!
13b. Stellen Sie die Transformationsmatrix für die orthogonale Projektion auf
die xy-Ebene auf!
14. Was sind Clipping-Algorithmen und in welcher Phase von der Modellierung
eines 3D-Objektes im 3D-Objektkoordinatensystem bis hin zur Abbildung dieses
3D-Objektes in einem Rasterkoordinatensystem auf dem Monitor kommen diese zum
Tragen?
Das Klippen wird vor nach der den View- Transformationen
vor dem Rendern angewendet.
15. Der Freiformflächenmodellierung liegen mathematische Methoden zugrunde, die
sich hinsichtlich ihres mathematischen Verhaltens unterscheiden. Erläutern Sie
in diesem Zusammenhang die Begriffe Mehrfachgrößen und Achsenunabhängigkeit!
16. Wann und wofür setzen Sie das Dateiausgabeformate .jpg und .avi zur
Speicherung Ihrer Daten ein? Begründen Sie Ihre Antwort!
JPG für Standbilder
und AVI für das Windows-Video.
17. Sie werden von Ihrem Vorgesetzten aufgefordert, für einen Kunden ein Angebot
über einen Animationsfilm zu erstellen.
a) Welche Rahmenbedingungen klären Sie im Vorfeld mit dem Kunden ab?
b) Welche Rahmenbedingungen klären Sie im Vorfeld unternehmensintern ab?
c) Welche Aufgaben nehmen Sie in das Angebot auf?