TU Wien:Einführung in Visual Computing VU (W. Kropatsch, W. Purgathofer, R. Sablatnig)/Zusammenfassung Test 2

From VoWi
Jump to navigation Jump to search

Der Stoff vom 1. Test kommt auch.

Computergraphik[edit]

Clipping und Antialiasing[edit]

  • Linien-Clipping: Cohen-Sutherland-Verfahren
  • Polygon-Clipping: Sutherland-Hodgman-Verfahren
  • Clipping von Dreiecken
  • Clipping in Clipkoordinaten

Aliasing und Antialiasing[edit]

Aliasing-Effekte
Fehler, die bei der Umwandlung (Diskretisierung) von analogen in digitale Informationen auftreten (Unschönheiten in Rasterbildern).
Mögliche Ursachen: zu geringe Auflösung / Farben / Bilder/sec, geometrische Fehler, numerische Fehler, etc.
Nyquist-Shannon-Abtasttheorem
Eine Information kann nur dann korrekt rekonstruiert werden, wenn eine Abtastfrequenz (sampling rate) verwendet wird, die mindestens doppelt so hoch ist wie die höchste zu übertragende Informationsfrequenz.

Reduzieren lassen sich solche Fehler entweder durch Vorfilterung des Signals oder durch eine Nachbearbeitung des fertigen Bildes. Die zentrale Strategie beim Vorfiltern ist Supersampling (auch Oversampling).

Sichtbarkeitsverfahren[edit]

  • Backface Detection (Backface Culling)
  • Z-Puffer-Verfahren (Depth Buffer)
  • Scanline-Methode
  • Depth-Sorting-Methode
  • Area-Subdivision Methode
  • Octree-Methode
  • Ray-Casting

Beleuchtung und Schattierung[edit]

  • Lichtquellen
  • Objektoberflächen
  • Ein einfaches Beleuchtungsmodell
    • Hintergrundlicht (Ambientes Licht)
    • Lambert'sches Gesetz
    • Glanzpunkte (Specular Highlights)
  • Schattierung von Polygonen
    • Flat-Shading
    • Gouraud-Schattierung
    • Phong-Schattierung

Ray-Tracing[edit]

  • Prinzip
    • Korrekte Sichtbarkeit und Schattierung
    • Schatten
    • Spiegelbilder
    • Transparenz
    • Rekursion
    • Perspektive
  • Implementierung
    • Primärstrahlen: Augpunkt e + t*(Pixel p_0 - Augpunkt e)
    • Schattenfühler: Oberflächenpunkt p + t * (Lichtquellenposition s - p)
  • Schnitte zwischen Strahlen und Objekten
    • Schnitt Strahl-Kugel
    • Schnitt Strahl-Polygon
  • Beschleunigung
    • Objektumgebungen
    • Raumteilungs-Methoden

Globale Beleuchtung und Texturen[edit]

  • Radiosity
  • Die Radiosity Gleichung
  • Berechnung der Formfaktoren
  • Fortschreitende Verfeinerung
  • Aspekte von Radiosity
  • Path Tracing
  • Photon Mapping
  • Environment Mapping
  • Texture Mapping
  • Erzeugung einer Textur
  • Textur-Objekt-Transformation
  • Viewing und Projektionstransformation
  • Anti-Aliasing für Texturen
  • Texturen auf perspektivisch verzerrten Dreiecken
  • Solid Texturing
  • Bump Mapping
  • Bump-Mapping-Algorithmus
  • Displacement Mapping
  • Kombination mehrerer Mappings

Kurven und Flächen[edit]

Quadratische Flächen[edit]

Kurven[edit]

Eigenschaften verschiedener Kurventypen

  • interpolierend (verläuft durch Stützpunkte) / approximierend
  • Stetigkeitsgrad an Verbindungen
  • globaler Einfluss (alle Punkte beeinflussen jeden Kurvenpunkt) / lokaler Einfluss (Puntke beeinflussen nur nahe Kurventeile)
  • achsenabhängig / achsenunabhängige Darstellung
  • Tendenz zur Dämpfung an Ecken / Tendenz zum Überschwingen

Typen:

  • Kubische Spline-Interpolation
  • Hermite-Interpolation
  • Bézier-Kurven (globaler Einfluss)
  • B-Spline-Kurven (lokaler Einfluss)

Freiformflächen[edit]

  • Bézier- und B-Spline-Flächen

Computer Vision[edit]

Bildmerkmale[edit]

  • Bildmerkmale
  • Kantenerkennung
  • Interest Points
  • Eckendetektion
    • Moravec-Eckendetektor
    • Harris Eckendetektor
  • Scale-Invariant Feature Transform (SIFT)
    1. Skalierung
    2. Position
    3. Orientierung
    4. Erstellen einer Beschreibung der Merkmale

Multiskalen-Repräsentationen[edit]

  • Multiskalenanalyse
  • Abtastung
  • Bildskalierung
  • Bildpyramiden
    • Gaußpyramide
    • Laplacepyramide

Stereo und Motion[edit]

  • Stereo Vision
    • Stereoskopie
    • Disparität
    • Normalfall: Z = (B\cdot f)/D
    Z ... Abstand eines Punktes von der Kamera
    B ... Basislänge
    f ... fokale Länge
    D ... Disparität
    • Epipolargeometrie
  • Korrespondenzproblem
    • Regionenbasiertes Matching
    • Merkmalbasiertes Matching
  • Structure-from-Motion
    • Bewegungsfeld
    • Multi View Geometry

Morphologische Operationen und Bildsegmentierung[edit]

  • Morphologische Grundoperationen
    • Strukturelement
    • Dilation
    • Erosion
    • Anwendungsbeispiel: Outline
  • Zusammengesetzte Operationen
    • Opening: Erosion gefolgt von Dilation
    • Closing: Dilation gefolgt von Erosion
  • Segmentierung
  • Punktorientierte Segmentierungsverfahren
  • Regionenorientierte Segmentierungsverfahren
    • Region Growing
    • Split & Merge

Deep Learning[edit]

  • Maschinelles Lernen
  • Klassifikation
    • Generalisierung
  • Künstliche Neuronale Netze
    • Perceptron
    • Multilayer Perceptron
  • Deep Learning
    • Auto Encoder

Computational Photography[edit]

  • Lichtfeld
  • High Dynamic Range (HDR): Kombination mehrerer Bilder mit unterschiedlichen Belichtungsstufen
  • Fotomontage/Komposition
  • Image Inpainting
  • Warping
    • Bildmosaik
    • Morphing
2D Image Transformations
Name DOF
translation 2
rigid (Euclidean) 3 Translation und Rotation
affine 6
projective 8