C&B an der Hochschule München

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Welche Methoden kennen Sie, um Rechenzeit beim Textur-Wechsel zu sparen?

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Welche wesentliche Schritte sind beim Texture Mapping in OpenGL durchzuführen?

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Was sind MipMaps?

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Mit dem bereits bekannten OpenGL-Befehl 
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, param) kann man einen (von 4) MipMap-Minification-Filter auswählen. Welche sind das?

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Was ist eine Textur ?

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Welche Näherungen macht das Standard-Beleuchtungsmodell von OpenGL gegenüber der geometrischen Optik?

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Welche typen von programmierbaren Shader gibt es?

Beispielhafte Karteikarten für C&B an der Hochschule München auf StudySmarter:

Was ist das Phong-Shading?

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Welche OpenGL-Standard-Schattierungsverfahren gibt es? 

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Definieren sie der Begriff Vertexfarbe

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Welches Beleuchtungsmodell verwendet OpenGL? und welche sind ihre Komponenten?

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Gauß-Pyramiden-Texturen ...

Wählen Sie die richtigen Antworten aus:

  1. werden auch als „MipMaps“ bezeichnet    

  2. werden auch in der Bildverarbeitung und Mustererkennung zur Merkmalsgewinnung verwendet

  3. ]benötigt man, um aufwändige Tiefpass-Filter zur Vermeidung von Aliasing-Artefakte bei der Textur-Verkleinerung offline berechnen zu können

  4. werden erzeugt durch sukzessive Tiefpass-Filterung und Verkleinerung einer Originaltextur um den Faktor 1/2 

  5. benötigt man, um aufwändige Hochpass-Filter zur Vermeidung von Aliasing-Artefakte bei der Textur-Vergrößerung offline berechnen zu können

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C&B

Welche Methoden kennen Sie, um Rechenzeit beim Textur-Wechsel zu sparen?

OpenGL bietet jedoch neben dem glTexSubImage2D()-Befehl zum Ersetzen
eines Texturausschnitts
auch noch die Möglichkeit, sogenannte Textur-Objekte zu definieren, die einen ganzen Satz an Texturen enthalten können.
Dadurch muss beim Wechsel einer Textur diese nicht jedesmal neu spezifiziert und in den Texturspeicher geladen werden, wie beim glTexImage2D()-Befehl.

C&B

Welche wesentliche Schritte sind beim Texture Mapping in OpenGL durchzuführen?
  • • Spezifikation der Textur
  • • Festlegung, wie die Textur auf jedes Pixel aufgetragen wird, d.h.:
    • Spezifikation der Textur-Filter
    • Spezifikation des Textur-Fortsetzungsmodus
    • Spezifikation der Mischung von Textur- und Beleuchtungsfarbe
  • • Zuordnung von Texturkoordinaten an Vertices
  • • Einschalten des Texture Mappings

C&B

Was sind MipMaps?

Die Gesamtheit aller Auflösungsstufen einer Textur heißt „MipMap“ (Mip = Multim in Parvo = viele in einem, Map = Karte/Textur)

C&B

Mit dem bereits bekannten OpenGL-Befehl 
glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, param) kann man einen (von 4) MipMap-Minification-Filter auswählen. Welche sind das?

– GL_NEAREST_MIPMAP_NEAREST
– GL_LINEAR_MIPMAP_NEAREST 
– GL_NEAREST_MIPMAP_LINEAR 
– GL_LINEAR_MIPMAP_LINEAR 

C&B

Was ist eine Textur ?

– Eine Textur ist ein „Foto“, bzw. allgemeiner ein rechteckiges (2D-) Array von Pixeln („Farb“-Werten)
– Zur besseren Unterscheidung nennt man ein „Textur Pixel“ ein „Texel“ (= Texture Element)
– Texel können nicht nur Farbwerte enthalten (Foto-Texturen), sondern auch Normalenvektoren (normal maps), 
Oberflächeneigenschaften (bump/gloss maps), Beleuchtungseigenschaften (light maps) etc.
– Es gibt auch 1D bzw. 3D Texturen (hier nicht behandelt)

C&B

Welche Näherungen macht das Standard-Beleuchtungsmodell von OpenGL gegenüber der geometrischen Optik?

– Rein lokales Beleuchtungsmodell mit punktförmigen Lichtquellen
– Keine Verdeckung von Lichtquellen durch andere Objekte (kein Schattenwurf)
– Abtastung des Lichtspektrums an 3 Stellen: rot, grün, blau
– Keine Berücksichtigung der Athmosphäre, Näherung durch Nebel
– Keine Berücksichtigung von Brechungseffekten, Dispersion und Fresnel-Effekt bei transparenten Objekten
– Näherung der realen Reflexion und Absorption an opaken Objekten durch eine Kombination aus ideal diffuser Reflexion und (vereinfacht) real spiegelnder Reflexion 

C&B

Welche typen von programmierbaren Shader gibt es?

Man unterteilt die Programmierbaren Shader gemäß den Stufen der Rendering Pipeline
in Vertex Shader und Pixel Shader (auch Fragment Shader genannt).

C&B

Was ist das Phong-Shading?

Grundprinzip des Phong-Shadings: Berechnung der Pixel-Normalenvektoren durch lineare Interpolation 
zwischen den Vertex-Normalenvektoren und Auswertung der Beleuchtungsformel an jedem Pixel.

C&B

Welche OpenGL-Standard-Schattierungsverfahren gibt es? 

1. Flat-Shading (alle Pixel eines Polygons bekommen die gleiche Farbe)

2. Smooth-/Gouraud-Shading (lineare Interpolation der Farbwerte zwischen den Vertices mit dem Scan-Line-Algorithmus)

C&B

Definieren sie der Begriff Vertexfarbe

Die Summe dieser vier Beleuchtungskomponenten ergibt die Vertexfarbe: 
Vertexfarbe = emissiv + ambient + diffus + spekular

C&B

Welches Beleuchtungsmodell verwendet OpenGL? und welche sind ihre Komponenten?

Das Standard-Beleuchtungsmodell in OpenGL enthält vier Komponenten,
– die emissive Komponente, die den selbstleuchtenden Farbanteil einer Oberfläche darstellt
– die ambiente Komponente, die den Anteil des ungerichteten Streulichts und somit
den Ersatz für die globalen Beleuchtungskomponenten darstellt
– die diffuse Komponente, die den Anteil des gerichteten Lichts von einer Punktlichtquelle darstellt, das von einer ideal diffusen Oberfläche in alle Richtungen gleichmäßig gestreut wird
(Lambert’sches Beleuchtungsmodell)
– die spekulare Komponente, die den Anteil des gerichteten Lichts von einer Punktlichtquelle darstellt, das von einer real spiegelnden Oberfläche hauptsächlich in Richtung des idealen Reflexionswinkels gestreut wird (Phongsches Beleuchtungsmodell). 

C&B

Gauß-Pyramiden-Texturen ...
  1. werden auch als „MipMaps“ bezeichnet    

  2. werden auch in der Bildverarbeitung und Mustererkennung zur Merkmalsgewinnung verwendet

  3. ]benötigt man, um aufwändige Tiefpass-Filter zur Vermeidung von Aliasing-Artefakte bei der Textur-Verkleinerung offline berechnen zu können

  4. werden erzeugt durch sukzessive Tiefpass-Filterung und Verkleinerung einer Originaltextur um den Faktor 1/2 

  5. benötigt man, um aufwändige Hochpass-Filter zur Vermeidung von Aliasing-Artefakte bei der Textur-Vergrößerung offline berechnen zu können

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