3D Computergrafik


Wird in Fachkreisen von der „3D-Bibel“ oder dem „Watt“ gesprochen, ist Alan Watt’s „3D Computergrafik“ gemeint. Das inzwischen in der 3. Auflage vorliegende Lehrbuch hat sich als Standardwerk für jeden ernsthaft interessierten Entwickler etabliert. Watt, der selbst als Leiter der Computergrafik-Forschungsgruppe an der Universität von Sheffield lehrt und forscht, fasst in 18 Kapiteln auf rund 600 Seiten die aktuellen Erkenntnisse der Computergrafik zusammen.
In drei sehr umfassenden Kapiteln geht Watt zunächst auf die Grundlagen der Computergrafik ein. Hierzu gehören sowohl die mathematischen Grundlagen, wie die Bedeutung von Vektoren und Matrizen, als auch die Möglichkeiten der Repräsentierung von Objekten, wie Polygon-Netzdarstellung und gekrümmte Oberflächen. Die folgenden drei Kapitel widmen sich den Grundlagen der Darstellung der Objekte auf dem Bildschirm, speziell Aufbau und Ablauf der sog. Rendering-Pipeline, auch unter Berücksichtung von Grafikstandards wie PHIGS und GKS. Wichtige Prinzipien wie Clipping, Z-Buffering, Shading, Hidden Surface Removal oder Multipass-Rendering werden erklärt. Nachdem der Leser so in der Lage ist, ein dreidimensionales Modell in Szene zu setzen, werden in den weiterführenden 8 Kapiteln Methoden erklärt, mit denen das gerenderte Bild der Realität näher kommen soll, wie z.B. Texture-Mapping, Schattenwurf oder Beleuchtung. Zusätzlich widmet sich Watt bisher weniger beachteten Themen wie der Bedeutung von Farben in Computergrafiken oder neuen Feldern wie dem bildbasierten Rendern. Die bisher statischen Szenen können dann in einem umfangreichen Kapitel über Animation zum Leben erweckt werden. Das Buch schließt mit einem Vergleich verschiedener Rendermethoden ab, die im Rahmen einer Studie entstandenen Bilder sind teilweise auch auf der Begleit-CD zum Buch vorhanden.
Die CD enthält vorrangig einen Rendering Kurs im HTML Format in 21 Teilen, in dem die im Buch behandelten Techniken und die Auswirkung verschiedener Parameter durch zahlreiche Bildbeispiele verdeutlicht werden. Zusätzlich finden sich im Kurs einige Videos, sowie ein interaktives (Windows-) Programm zur Verdeutlichung des Ray Tracing Verfahrens.
Der Leser wird trotz des mitunter diffizilen Stoffes nicht mit mathematischer Notation überfordert. Watt profitiert von seiner Lehrerfahrung und versteht es, dem Leser die Herleitungen im ausführlichen Text verständlich nahezubringen. Zusätzlich werden Grundlagen und fortgeschrittene Themen gleichermaßen mit einer großen Anzahl von Abbildungen unterlegt, die den Lesefluß auflockern und das gelehrte verdeutlichen; in einem extra Mittelteil finden sich zahlreiche farbige Abbildungen. Damit ist das Buch sowohl für Anfänger als auch für Fortgeschrittene gut geeignet.
Der Anspruch des Buches, möglichst viele Informationen allgemein und schnittstellenunabhängig zu präsentieren, stellt sich stellenweise als Nachteil heraus. So können einige Themen aufgrund ihrer Komplexität nur oberflächlich oder nicht in allen Aspekten angesprochen werden. Wer außerdem eine Implementierung der vorgestellten Algorithmen sucht, wird entäuscht. Auf Pseudocode greift Watt so selten zurück, daß er auch gleich darauf hätte verzichten können. Schade ist, daß nur einmal in 18 Kapiteln der Inhalt zum Kapitelende zusammengefasst wird. Außerdem sind die auf der Begleit-CD enthaltenen Großbilder im TIF Format abgelegt, das gängige Browser nicht nativ unterstützen.
Wer einen Einstieg in die Visualisierung von dreidimensionalen Welten sucht, und in der Lage ist, das gelernte auch ohne Quellcode umzusetzen, ist mit diesem Buch gut bedient. Auch als Referenz ist das Buch geeignet. Wer jedoch tiefergehende Informationen zu einem speziellen Thema sucht, ist unter Umständen gezwungen, auf spezifischere Bücher zurückzugreifen.
Unter Mitwirkung von Alan Watt ist auch das Buch „Advanced Animation and Rendering Techniques“ (ISBN 0201544121) bei Addison Wesley Longman erschienen. Als vergleichbarer Titel ist „Computer Graphics in C. Principles and Practice“ (ISBN 0201848406) von Foley et al zu nennen, erschienen bei Addison-Wesley Professional.
Homepage des Autors an der University of Sheffield: http://www.dcs.shef.ac.uk/~ahw/
Inhaltsverzeichnis: http://www.pearson-studium.de/media_remote/katalog/toc/3827370140toc.pdf
Leseprobe: http://www.pearson-studium.de/media_remote/katalog/bsp/3827370140bsp.pdf
Alan Watt, „3D-Computergrafik“, 3. Auflage;
Pearson Studium 2002;
ISBN 3-8273-7014-0
Matthias Gall, März 2003

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