Lehrveranstaltungshandbuch Virtuelle und erweiterte Realität

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Verantwortlich: Prof. Dr. Arnulph Fuhrmann

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ma MT2012 VER

Organisation

Version erstellt 2013-04-25 VID 2 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Virtuelle und erweiterte Realität LVID F07_VER LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 2 Projekt Seminar 1 Tutorium (freiwillig)

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 30 Projekt Seminar 15 Tutorium (freiwillig)

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 18 Projekt Seminar 18

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch oder Englisch

Niveau

• Master

Notwendige Voraussetzungen

• keine

Literatur

• P. Shirley, S. Marschner: Fundamentals of Computer Graphics, AK Peters, 2009
• T. Akenine-Möller, E. Haines, N. Hoffman: Real-Time Rendering, AK Peters, 2008
• C. Ericson: Real-Time Collision Detection, Morgan Kaufmann, 2004

Dozenten

• Prof. Dr. Arnulph Fuhrmann
• Prof. Dr. Stefan Grünvogel

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• tba

Zeugnistext

Virtuelle und erweiterte Realität

Kompetenznachweis

Form
sMP	Regelfall (bei großer Prüfungszahl: sK)

Aufwand [h]
sMP	10

Intervall: 1/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Praktikum

Lernziele

Fertigkeiten

• textuelle Aufgabenstellungen erfassen und verstehen
• Testen und debuggen der eigenen Anwendung

Handlungskompetenz demonstrieren

• Virtuelle Umgebungen und Augmented Reality-Anwendungen konzipieren, aufbauen und bewerten
• Interaktions und Navigationsverfahren erstellen
• Basistechnologien der virtuellen und erweiterten Reality weiterentwickeln
• Werkzeuge und Methoden zur Entwirklickung von VR/AR-Anwendungen verwenden
• Algorithmische und mathematische Grundlagen anwenden
  • Stereoskopie
  • Tracking
  • Rendering
  • Kollisionserkennung

Begleitmaterial

• elektronische Praktikumsaufgabensammlung
• elektronische Entwicklungswerkzeuge für die Entwicklung von Anwendungen der virtuellen und erweiteren Realität

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

Form
bÜA	Präsenzübung und Selbstlernaufgaben

Beitrag zum LV-Ergebnis
bÜA	unbenotet, Voraussetzung für Teilnahme an sMP

Intervall: 1/Jahr

Vorlesung / Seminar

Lernziele

Lerninhalte (Kenntnisse)

• Begriffe aus dem Bereich der virtuellen und erweiterten Realität erklären
• Datenstrukturen und Algorithmen für VR/AR-Anwendungen erklären und vergleichen
  • 3D Datenformate
  • Räumliche Datenstrukturen
• Multimodale Benutzerschnittstellen beschreiben
  • Selektion von 3D Objekten
  • Manipulation von 3D Objekten
  • Navigation in virtuellen Szenearien
  • Systemkontrolle
• Ein- und Ausgabegeräte sowie spezifische Hardware der virtuellen und erweitertet Realität beschreiben
  • Displaytechnologien
    • Stereo Displays
    • Autostereoskopische Displays
    • Projektionslösungen
    • Wearable Displays
      • Head Mounted Displays
      • Handheld Displays
    • See-through Displays
    • Workbench
    • Cave
    • Tiled Displays
  • Audio in 3D Welten
  • Force Feedback Devices
    • Haptisches Feedback
  • Eingabegeräte
    • Tangible User Interfaces
    • Space Mouse
    • Game Controller
    • Datenhandschuh
    • Locomotion Devices
• Algorithmische und mathematische Grundlagen erklären
  • Stereoskopie
  • Tracking
    • Erfassung von Position und Orientierung: Degrees of freedom
    • Tracking Technologien
      • Mechanisch
      • Optisch
      • Elekto-magnetisch
      • Ultraschall
      • Trägheit
    • Eye-Tracking
    • Head-Tracking
    • Objekt-Tracking
      • Markerless Tracking
      • Marker-Based Tracking
  • Rendering
    • Management großer 3D Szenen
      • Szenegraphen
      • Culling Verfahren
      • Level-of-Detail
    • Haptisches Rendering
    • Stereorendering
    • Algorithmen zum realistischen Rendering in Echtzeit
  • Kollisionserkennung
    • Schnittberechnungen zwischen Primitiven
    • Diskrete und kontinuierliche Kollisionserkennung
    • Beschleunigungsdatenstrukturen
      • Bounding Volumes
      • Bounding Volume Hierarchies
      • Spatial Hashing
      • Distanzfelder
    • Kollisionsantwort

Fertigkeiten

• Algorithmische und mathematische Grundlagen anwenden
  • Stereoskopie
  • Tracking
  • Rendering
  • Kollisionserkennung
• Interaktions und Navigationsverfahren prüfen
• Selbstständig wissenschaftlicher Literatur beschaffen und zusammenfassen
• Neue zum Teil experimentelle Konzepte der virtuellen und erweiterten Realität darstellen und diskutieren

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• elektronische Übungsaufgabensammlung

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• keiner