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?