Computergraphik Ãœbungsblatt #01

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OpenGL & Blender

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Grundlegendes zum Computergraphik-Praktikum

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In diesem Praktikum beschäftigen wir uns hauptsächlich mit einem Teilbereich der Computergraphik: der sog. Bildsynthese (siehe rechte Illustration).

In der Bildsynthese gibt es zwei antagonistische Ziele

Stellvertretend für diese zwei Ziele werden wir im Praktikum die folgende Software anwenden:

Organisatorisches

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Das Aufgabenblatt ist in der jeweiligen Praktikumsstunde zu bearbeiten. Die dazugehörigen Hausaufgaben entsprechend bis zu nächsten Praktikumsstunde. Sie führen außerdem ein Protokoll über die jeweiligen Praktika, das Sie regelmäßig abgeben. Näheres dazu siehe hier.

Einstieg in die OpenGL-Programmierung

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Aufgabe 1.1: Installation OpenGL

Sie benötigen eine aktuelle OpenGL Installation. Die empfohlene Platform dafür ist Linux bzw. Ubuntu!

Die Laborrechner sind bereits entsprechend installiert - wenn Sie auf Ihrem eigenen Linux Rechner arbeiten, laden Sie das glVertex Framework herunter und geben Sie im Downloadverzeichnis folgendes im Terminal ein:

Sie müssen während des Ablaufs das Admin-Passwort verdeckt eingeben.

Das Skript installiert alle Abhängigkeiten automatisch, zumindest für die Linux-Distributionen Ubuntu, Mint, Debian, Fedora, openSUSE und für MacOS. Das Framework funktioniert zwar ebenfalls unter Windows und MacOS, wir empfehlen aber ganz ausdrücklich nur Ubuntu. Wir leisten für andere Betriebssysteme keine Hilfestellung (insbesondere nicht für Mac oder Windows)! Falls Sie keine Ubuntu Installation zur Verfügung haben sollten, so verwenden Sie bitte einen Ubuntu Labor- oder Leihrechner!

Nach erfolgreicher Installation starten wir das Programm glxgears. Sie sollten nun ein paar rotierende Zahnräder (wie im rechten Bild) sehen.

Materialien:

• Ubuntu Installation
• glVertex Framework
• OpenGL 1.2 Programming Guide

Aufgabe 1.2: OpenGL Framework

Ãœbersetzen Sie im Terminal das Beispielprogramm qt_triangle im qt_examples Verzeichnis, und rufen Sie es auf:

Bemerkung: Das && zwischen den hintereinander aufgeführten Einzelbefehlen stellt sicher, dass bei einem Baufehler der folgende Befehl nicht aufgerufen wird.

Falls Sie ein rotierendes Dreieck sehen, so haben Sie nun das OpenGL Framework ein erstes Mal erfolgreich verwendet. Läuft!

Ãœbersetzen Sie zum Abschluss noch einmal analog das Beispielprogramm qt_gears im qt_examples Verzeichnis.

Tipp: Falls Sie Abstürze oder Glitches entdecken, versuchen Sie den sog. Software-Rasterizer zu aktivieren, indem Sie in der Shell die folgende Environment-Variable setzen:

   export LIBGL_ALWAYS_SOFTWARE=1

Der Effekt hält an, bis die Shell beendet wird. Er funktioniert nicht mit NVidia Treibern!

Einstieg in Blender

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Aufgabe 1.3: Installation Blender

Bitte installieren Sie nun nach der Installation von OpenGL auch Blender. Laden Sie Blender bitte direkt über

herunter. Die empfohlene Plattform dafür ist Windows oder Mac. Wir werden im Praktikum mit Blender LTS Release 3.6.4 (Portable) arbeiten.

Aufgabe 1.4: Blender Projekt

Sie können parallel zu diesem Kurs auf freiwilliger Basis ein Blender-Projekt realisieren. Dazu finden Sie Sich am besten in Gruppen zu maximal 6 Personen zusammen. Überlegen Sie über die kommenden Wochen, welches Projekt Sie gerne gemeinsam realisieren möchten, folgendes wäre denkbar:

• Realisation eines Kurzfilms mit Blender. Kurz heißt wirklich kurz ;-)
• Realisierung eines eigenen Blender-Addons (Python)

Anforderungen:

• Eigene Idee und Kreativität
• Fremde Assets dürfen verwendet werden, aber Quellenangabe, kein Plagiat!
• Codevorlagen sowie LLMs (Large Language Models wie z.B. ChatGPT) dürfen verwendet werden, solange die verwendeten Quellen bzw. GPT-Prompts entsprechend dokumentiert werden
• Auf Nachfrage muss der komplette Code erklärt werden können!

Die Teilnahme am Blenderprojekt ist keine Voraussetzung für das Bestehen des Kurses, es ist lediglich eine Empfehlung, um seine Blender-Kenntnisse zu vertiefen. Sie bekommen jedoch das Blender-Projekt als Bonusleistung für die CG Klausur angerechnet, wenn Sie Ihr Projekt zum Abschluß dieses Praktikums vorstellen.

Protokoll des aktuellen Praktikums

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Bitte protokollieren Sie die Ergebnisse des aktuellen Praktikums mit. Für heute reicht ein einfacher Screenshot des OpenGL- und Blender-Teils. Es wird empfohlen, die Hausaufgaben ebenfalls im Protokoll mit zu dokumentieren, dies ist aber kein Muß. Voraussetzung zum Bestehen des Praktikums ist jedoch, dass die Dokumentation des jeweiligen Praktikums im Gesamtprotokoll vorhanden ist und bis zur jeweiligen Deadline hochgeladen wird.

Hausaufgaben bis zum zweiten Praktikum

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BYOD (Bring-Your-Own-Device):

Vergewissern Sie Sich, dass Sie eine lauffähige Linux-Installation auf Ihrem eigen Rechner haben!

1. OpenGL:

1. Ãœbersetzen Sie analog zu Aufgabe 1.2 den Shader Editor (mittels qmake && make im Verzeichnis qt_editor) und probieren Sie ihn selber aus. Laden Sie den Teapot (teapot.obj) als Objekt in den Editor.
2. Was passiert, wenn Sie im Vertex-Shader die Multiplikation mit der sog. Model-View-Projection Matrix mvp löschen? Was könnte also der Zweck dieser Matrix sein? Googlen Sie danach!

2. Blender:

1. In der Demo-Session des Praktikums wurden zwei verschiedene Bildsynthese-Methoden von Blender vorgestellt: “Eevee” und “Cycles”. Laden Sie Sich ein vorgefertigtes Beispielprojekt von https://www.blender.org/download/demo-files/ herunter und rendern Sie dieses ein Mal mit “Eevee” und ein Mal mit “Cycles”.
2. Erklären Sie, was Ihnen jeweils im Vergleich zum anderen Render Modus auffällt (z.B.: Dauer, Qualität, visuelle Unterschiede in den Bildern).
3. Empfehlung: Besorgen Sie sich für eine angenehme Arbeit mit Blender eine externe Maus mit Mausrad und eine Tastatur mit einem Ziffernblock. Das wird Ihnen die Arbeit erheblich erleichtern.

Bitte zögern Sie nicht damit, im Laufe des Praktikumsbetriebs nach Hilfe zu fragen - auch untereinander. Gemeinsam kommt man besser zum Ziel.

Und nun viel Spaß mit OpenGL und Blender …