Computer Graphics and Virtual Environments


Mel Slater, Anthony Steed und Yiorgos Chrysanthou lehren am University College London im Bereich Computergrafik und virtuelle Umgebungen. Ihr rund 570 Seiten umfassendes Buch, „Computer Graphics and Virtual Environments – From Realism to Real-Time“, das sich über 23 Kapitel erstreckt, richtet sich nach Angaben der Autoren typischerweise an Studenten im Bereich der Computergrafik, und kann als Leitwerk für eine Semesterveranstaltung verwendet werden.
Im Gegensatz zum üblichen „Bottom Up“ Verfahren, bei dem zunächst die Grundlagen der Computergrafik betrachtet werden, um dann Schritt für Schritt die Darstellung von komplexen virtuellen Welten zu erarbeiten, schlagen die Autoren einen ungewöhnlichen Weg ein und brechen die virtuelle Umgebung im „Top Down“ Prinzip stückweise in ihre Bestandteile herunter. So wird im ersten Teil auch nur kurz die grundlegende Mathematik angesprochen, während sonst zunächst der Begriff der „virtuellen Umgebung“ näher erklärt wird, und auf sehr abstraktem Niveau auf Dinge wie die Beleuchtung und die Farbwirkung eingegangen wird. Der zweite Teil behandelt über neun umfassende Kapitel den Weg von der realistischen Bilddarstellung durch Techniken wie Raytracing zur Echtzeitdarstellung und führt hierzu bspw. Clipping- und Sichtbarkeitsprüfungs-Algorithmen ein. Teil 3 erläutert dann, wie man ohne große Einbußen in der Echtzeit den Realismus z.B. durch Schatten erhöhen kann. Während im gesamten Buch von einer polygonnetzbasierten Darstellung ausgegangen wird, wird im 4. Teil diese Prämisse gelockert und die Modellierung auf Basis von Körpern (CSG) sowie parametrischen Kurven und Flächen (CAGD) besprochen. Teil 5 widmet sich bewegten Szenen und Interaktion und behandelt hier z.B. Kollisionserkennung oder Auswahl und Manipulation von Objekten. Der 6. und gleichzeitig letzte Teil des Buches widmet sich fortgeschrittenen Algorithmen zur globalen Beleuchtung und Echtzeitdarstellung. Im Anhang findet sich weiterhin eine Einführung in VRML.
Begleitend zum Buch betreuen die Autoren eine Homepage. Hier finden Lehrende, die eine Veranstaltung unter zuhilfenahme des Buches erarbeiten wollen, Hinweise, Folien und Beispielprojekte. Für Lernende liegen Abschlußaufgaben zu jedem Kapitel bereit. Außerdem findet man auf der Homepage neben dem üblichen Errata und Beispielkapitel auch weiteren Quellcode einschließlich einer frühen Version einer 3D Engine.
Der Lehrbuchcharakter wird durch kurze Zusammenfassungen am Ende jedes Kapitels unterstrichen, in denen die Inhalte rekapituliert werden, und auf das folgende Kapitel ausgeblickt wird. Das Buch enthält weiterhin konkrete Beispiele in VRML und C mit OpenGL. Daß auf eine CD als Beilage verzichtet wurde, auf der man derartige Beispiele ebenfalls hätte unterbringen können, fällt dank der umfassenden Homepage nicht negativ ins Gewicht.
Bereits im Vorwort geben die Autoren dem Leser einen möglichen Pfad durch das Buch an die Hand, mit dem der Leser im Studium und Selbststudium seinen Einstieg in die Wissenschaft der dreidimensionalen virtuellen Realität finden kann. Das online erhältliche Material, speziell die Übungsaufgaben, unterstützen ihn dabei. Slater, Steed und Chrysanthou gelingt es trotz des ungewöhnlichen Strukturierungsansatzes, ständig einen roten Faden erkennen zu lassen. Zusammen mit der umfassenden Themenbehandlung ist das Buch damit sowohl als Einführung, als auch als Referenz zum Thema Computergrafik und virtuelle Realität geeignet.
Umfassende Homepage mit Leseprobe und zusätzlichem Material:
http://www.booksites.net/slater
Mel Slater, Anthony Steed, Yiorgos Chrysanthou: „Computer Graphics and Virtual Environments – From Realism to Real-Tme“,
Pearson Education Unlimited, 2002;
ISBN 0-201-62420-6
Matthias Gall, April 2003

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