~~REVEAL~~

====== Einführung in die Computergrafik und Bildverarbeitung ======
Wintersemester 2021/22


===== 21. Dezember 2021 - Recap, Shader Basics =====

- Feedback Studienleistung 1
- Studienleistung 3
- Shader Basics

===== Studienleistung 1 =====

- in Bewertung
- insgesamt ordentlich, gute Kommentare

===== Studienleistung 3 (I) =====

Entwickeln Sie eine Anwendung, die eine 3D-Welt, organisiert in einem Szenengraph, darstellt. Zur Implementierung können OpenGL Immediate Mode oder GLSL-Shader verwendet werden.

Abgabe: Do, 13 Januar 2022 (5 Bonuspunkte - pro angefangener weiterer Woche 1 Punkt weniger)

Verpflichtende Features:

- Anzeigen einer simplen 3D-Szene mit mindestens drei Objekten
- Rotation und Zoom der Szene mit der Tastatur
- Objekte haben unterschiedliche Farben

===== Studienleistung 3 (II) =====

Wahlpflichtfeatures (3 Features):

- Rotation/Zoom der Szene mit der Maus
- Bewegen in der Szene mittels Maus / Tastatur
- Eine Lichtquelle, entsprechendes Shading
- mehrere Lichtquellen, entsprechendes Shading
- mindestens ein Bildfilter (fragment shader), z.B. Weichzeichner
- Animation mindestens eines Objekts (abschaltbar)
- Selektion von Objekten mit der Maus möglich (dann z.B. Farbänderung, Animation)
- Laden von Modellen mittels zusätzlicher Bibliothek

===== Studienleistung 3 (III) =====
    
Regeln:

- bei Verwendung fremder Code-Beispiele: Quellenangabe im Text
- als Framework PyOpenGL oder moderngl verwenden
- Abgabe von Quellcode und kurzer Video-Demo (ca. 1 Minute)


===== ShaderToy =====

- https://www.shadertoy.com/new
- WebGL-Anwendung zum Experimentieren mit GLSL-Shadern
- Einstiegspunkt ``void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord )`` (= fragment shader)
- Mausposition, Zeit, weitere Buffer/Bilder als weitere (globale) Parameter
- Webcam-Bild als Eingabe möglich
- Vertex-Shader nur indirekt unterstützt
- [Einsteiger-Tutorial](https://www.youtube.com/watch?v=0ifChJ0nJfM) (Englisch)
- [Dekonstruktion einer komplexen Szene](https://www.youtube.com/watch?v=-pdSjBPH3zM)

===== Fragment Shaders =====

- werden einmal pro Pixel im Bild aufgerufen, geben Farbwert zurück
- Eingabeparameter: Bildposition (``vec2 fragCoord``)
- Ausgabewert: Pixelfarbe (``vec4 fragColor``, RGBA)
- Zeichnen in 2D: [Kreis](https://www.shadertoy.com/view/XsjGDt)
- Blur-Filter (nicht Gaussscher Weichzeichner, nicht effizient): https://www.shadertoy.com/view/Xltfzj
- [Halbton-Shader](https://weber.itn.liu.se/~stegu/webglshadertutorial/shadertutorial.html)


===== Vertex Shaders =====

- werden einmal pro Vertex aufgerufen
- Eingabeparameter: Vertex-Koordinaten (``vec3``)
- Ausgabewert: Vertex-Koordinaten, indem globale Variable ``glPosition`` gesetzt wird.
- nicht direkt von ShaderToy unterstützt
- Wireframe Cube: https://www.shadertoy.com/view/4lfBWf


===== Beispiele Shading =====

- Normalenbasiertes Shading: https://www.shadertoy.com/view/3sGfzw
- Blinn-Phong-Shading: https://www.shadertoy.com/view/XlXGDj

===== Was wir nicht mehr behandeln =====

- 3D-Engines
- Mesh-Animationen
- Rotation mittels Quaternionen
- Texturierung


===== Ausblick 22. Dezember 2021 (online) =====

- GLSL in Python verwenden
- Fragestunde zur Studienleistung 2

===== Ausblick 11. Januar 2022 (online) =====

- Wrap-Up 3D
- Intro Computer Vision / OpenCV