C&B at Hochschule München

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Welche der folgenden Begriffe beschreiben bildgebende Sensoren?

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Tiefpassfilter: Beispiel?

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  1. Beschreiben sie die Wirkungsweise von Gouraud(Smooth-) und Phongshading. Nennen sie jeweils Vor- und Nachteile. Wofür werden bei beiden Normalenvektoren zwischen Polygonen gemittelt?
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Nennen Sie den Unterschied zwischen lokalen und globalen Beleuchtungssystemen! Nennen Sie ein globales Beleuchtungsmodell und Beschreibung.

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  1. Was sind Homogene Koordinaten, wofür braucht man sie, wie rechnet man sie um?

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  1. Was sind MipMap-Texturen? Erklären sie Vor- und Nachteile, sowie die 4 Varianten die OpenGL anbietet.

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Hochpassfilter: Beispiel    
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Was sind die zwei Shader der "programmierbaren OpenGL-Pipeline"? (Benennen und Funktion kurz erläutern)

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Definition Differenzenoperator:

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Bei sichtbeeinflussten Anwendungen wird in der prinzipiellen Vorgehensweise der Schritt "Digitalisierung" immer vor dem Schritt "Berechnung von Merkmalen" durchgeführt.

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Merkmale zur Charakterisierung der Objekte werden meistens stufenweise berechnet. Im zweiten Schritt werden Merkmale ______________ berechnet.
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Genaue Definition der Eigenschaften eines Differenzenoperators (Sobel und Laplace) sind?

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Exemplary flashcards for C&B at the Hochschule München on StudySmarter:

C&B

Welche der folgenden Begriffe beschreiben bildgebende Sensoren?
Flachbettscanner

C&B

Tiefpassfilter: Beispiel?
Bewegter Mittelwert

C&B

  1. Beschreiben sie die Wirkungsweise von Gouraud(Smooth-) und Phongshading. Nennen sie jeweils Vor- und Nachteile. Wofür werden bei beiden Normalenvektoren zwischen Polygonen gemittelt?
  • Gouraud-Shading:
  • +  schnell
  • +   Keine Facettierung der Oberflächen         mehr
  • +   implementiert in Hardware
  • - Bestimmung der Helligkeit an den           Eckpunkten, Interpolation im Inneren
  • -Anliegende Flächen werden gemittelt      zu neuen Normalvektor


  • Phong-Shading:
  • +  Phong Shading liefert meistens sehr        realistische wirkende Bilder
  • -   Aufwand gegenüber Gouraud ist             allerdings sehr groß
  • -   Bestimmung der Normalen an den           Eckpunkten und Interpolation im            Inneren, Bestimmung der Helligkeit         mit Hilfe der interpolierten Normalen

C&B


Nennen Sie den Unterschied zwischen lokalen und globalen Beleuchtungssystemen! Nennen Sie ein globales Beleuchtungsmodell und Beschreibung.

Die lokalen Beleuchtungsmodelle berücksichtigen ausschließlich das Licht von punktförmigen Lichtquellen, d.h. sie berechnen die Farbe an jedem Punkt einer Oberfläche mit einer Gleichung vom Typ.

Globale Beleuchtungsmodelle berechnen das Licht, das vom Punkt einer Oberfläche abgestrahlt wird, indem sie das einfallende Licht aus allen Raumrichtungen miteinbeziehen, also sowohl das Licht ausgedehnter Lichtquellen, als auch das von anderen Oberflächen reflektierte  oder transmittierte Licht.

 

An dieser Stelle werden nur die Grundideen der beiden Klassen von globalen Beleuchtungsmodellen, den Ray Tracing- und den Radiosity-Verfahren, erläutert. Eine ausführliche Darstellung aller Varianten und Kombinationen dieser Verfahren findet man in [Watt02]. Aus Aufwandsgründen berücksichtigen diese beiden globalen Beleuchtungsverfahren aber auch wieder nur einen Teil der globalen Wechselwirkung: Ray Tracing beschränkt sich auf ideal glatte Oberflächen, Radiosity auf ideal diffuse Oberflächen. 

C&B


  1. Was sind Homogene Koordinaten, wofür braucht man sie, wie rechnet man sie um?

Um auch Translationen durchführen zu können, die unabhängig von den Objektkoordinaten sind, 

fehlt hier aber eine unabhängige additive Komponente. Zu diesem Zweck werden homogene Koordinaten eingeführt, d.h. ein Punkt im 3-dimensionalen Euklidischen Raum wird jetzt durch die vier Komponenten xh,yh,zh,w (w = inverser Streckungsfaktor)  beschrieben 

C&B

  1. Was sind MipMap-Texturen? Erklären sie Vor- und Nachteile, sowie die 4 Varianten die OpenGL anbietet.

MipMap (Mip = Multum in parvo -> „viele in einem“ und Map = „Karte/Textur“) ist eine Technik, welche die Darstellungsqualität von Bildern (Texturen) verbessert, wenn diese kleiner als in der ursprünglichen Größe dargestellt werden.


Vorteil der Mipmap: 

Dynamische Berechnung der einzelnen Pixelwerte bei Verkleinerung des Bildes nicht mehr nötig da MipMap die kleineren verstionen der Bilder schon gespeichert hat. Beim Anti Aliasing kann auf verschiedene mitmaplvl zugegriffen werden, um so die Qualität des Bildes zu erhöhen

Nachteil: 

Es wird ein Drittel mehr
              Texturspeicher benötigt und hoher                     Initialisierungsaufwand.



Varinaten:

GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST
- GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST
- GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR
- GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR




C&B

Hochpassfilter: Beispiel    
Laplace

C&B

Was sind die zwei Shader der "programmierbaren OpenGL-Pipeline"? (Benennen und Funktion kurz erläutern)

Vertex Shader muss mindestens die grundlegenden Aufgaben erledigen: 

Dazu gehören der Reihe nach die Modell- und Augenpunkt-Transformationen, die Beleuchtungs- rechnung (im Fall des Gouraud-Shadings) sowie die Projektionstransformation inklusive Normierung. 


Fragment Shader sind sehr aufwändige Texture-Mapping-Verfahren realisierbar, wie z.B. Bump Mapping und Refractive Environment Mapping unter Berücksichtigung von Fresnel-Effekt und Dispersion, oder auch realistischere Nebelmodelle.
 Außerdem lässt sich echtes Phong-Shading programmieren.

C&B

Definition Differenzenoperator:
Faltungsmaske mit positiven und negativen Werten

C&B

Bei sichtbeeinflussten Anwendungen wird in der prinzipiellen Vorgehensweise der Schritt "Digitalisierung" immer vor dem Schritt "Berechnung von Merkmalen" durchgeführt.
wahr

C&B

Merkmale zur Charakterisierung der Objekte werden meistens stufenweise berechnet. Im zweiten Schritt werden Merkmale ______________ berechnet.
für die Segmentierung des Bildes

C&B

Genaue Definition der Eigenschaften eines Differenzenoperators (Sobel und Laplace) sind?

Sobel: richtungsabhängiger Differenzenoperator (positive & negative
Werte im Faltungskern)
Laplace: richtungsunabhängier Differenzenoperator
(Punktsymmetrischer Faltungskern aus pos. & neg. Werten)

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