Autorentext

Prof. Dr. Wolfram Luther, Dipl.-Inform. Achim Janser und Dr. Werner Otten sind im Fachgebiet Informatik an der Universität Duisburg tätig.

Klappentext

Dieses Buch gibt Studierenden der Mathematik und Informatik, aber auch interessierten Ingenieurstudenten eine moderne und geschlossene Sichtweise der Computergrafik mit wichtigen Aspekten aus der Bildverarbeitung. Die mathematischen und informatischen Hilfsmittel aus den Teildisziplinen Diskrete Geometrie, Effiziente Algorithmen, Grafikprogrammierung, Analysis und Differentialgeometrie, aber auch die Hardwareaspekte der Plattformen PC und Grafikworkstation werden in nachvollziehbarer Weise integriert, so dass Nichtmathematiker nicht von vornherein ausgegrenzt werden. Das Buch ist praxisorientiert und als Begleittext zu Vorlesungen aus dem Studienabschnitt viertes bis achtes Semester auch für das Selbststudium geeignet. Es enthält eine Vielzahl von gelösten Übungsaufgaben und Abbildungen einschließlich einiger Farbtafeln. Zur Vermittlung der Computergrafik bedarf es einer integrierten Darstellung, die nicht nur die theoretischen Grundlagen vermittelt, sondern anhand von Programmen einen direkten Einblick in die Auswirkungen und Leistungsfähigkeit der Algorithmen ermöglicht. Auf einer CD-ROM sind dem Buch Programme für die Rechnerplattform IBM-kompatible DOS- und Windows-Rechner, Apple-Macintosh und Grafik-Workstations in den Programmiersprachen Assembler, PASCAL und C sowohl im Quelltext wie auch in ausführbarer Form beigefügt, die die wichtigsten Algorithmen direkt, in ihrer Wirkungsweise oft verlangsamt oder mit Zoom vorstellen.

Inhalt
1 Graphischer Arbeitsplatz.- 1.1 Komponenten eines Personal-Computers.- 1.2 Komponenten eines Graphik-Arbeitsplatzes.- 1.3 Graphik-Bildschirm.- 1.4 Farbdarstellung.- 1.5 Graphikfähige Drucker.- 1.6 Plotter.- 1.7 Rechnerinterne Darstellung von Bildern.- 1.8 Eingabehilfsmittel.- 1.9 Gerätekalibrierung.- 1.10 Eingabe in GKS.- 1.11 Aufgaben.- 2 Grundelemente der Rastergraphik.- 2.1 Allgemeine Probleme einer Pixelgraphik.- 2.2 Grundlagen der digitalen Topologie.- 2.3 Rasterung einer Strecke.- 2.4 Kreisrasterung.- 2.5 Ellipsenrasterung.- 2.6 Polygone.- 2.7 Parametrisierte Kurven.- 2.8 Rasterungsprobleme und ihre Lösung durch Kettenbrüche.- 2.9 Aufgaben.- 3 Clippen und Füllen.- 3.1 Koordinatensysteme.- 3.2 Ein Linienbegrenzungsalgorithmus.- 3.3 Polygonclipping.- 3.4 Füllalgorithmen der Rastergraphik.- 3.5 Bemerkungen zu GKS.- 3.6 Aufgaben.- 4 2DDatenstrukturen und Transformationen.- 4.1 Punkte und Strecken im R2.- 4.2 Zweidimensionale Transformationen.- 4.3 Display-Files.- 4.4 Quadtrees.- 4.5 Aufgaben.- 5 Splines.- 5.1 Kubische Splines.- 5.2 Parametrisierte kubische Splines.- 5.3 Bézier-Kurven.- 5.4 B-Splines.- 5.5 Text.- 5.6 Spline-Flächen.- 5.7 Bézier-Spline-Techniken.- 5.8 Aufgaben.- 6 Fraktale.- 6.1 Einführung in die Welt der Fraktale.- 6.2 Iterierte Funktionensysteme.- 6.3 Lindenmayer-Systeme.- 6.4 Weitere Anwendungen in den Naturwissenschaften.- 6.5 Dynamische Systeme Chaos und Ordnung.- 6.6 Mathematischer Hintergrund mehrdimensionaler Fraktale.- 6.7 Ausblick.- 6.8 Programmanhang.- 6.9 Aufgaben.- 7 Konturerzeugung und Bildverbesserung.- 7.1 Konturbilder.- 7.2 Erzeugung von Konturbildern.- 7.3 Konturerzeugung zur Bildverbesserung.- 7.4 Morphologische Operationen.- 7.5 Bildanhang.- 7.6 Aufgaben.- 8 Faltungsoperatoren.- 8.1 Bildpyramiden.- 8.2 Fouriertransformation.- 8.3 Wavelets in der Bildverarbeitung.- 8.4 Aufgaben.- 9 Anwendungen in der Bildverarbeitung.- 9.1 Halbtonrasterung.- 9.2 Texturanalyse und Segmentation.- 9.3 Handschrifterkennung.- 9.4 Erkennung von Verkehrszeichen.- 9.5 Optischer Fluß.- 9.6 Aufgaben.- 10 3DDatenstrukturen und Transformationen.- 10.1 Geraden.- 10.2 Ebenen im Raum.- 10.3 Transformationen im Raum.- 10.4 Schnittstellen für 3D-Graphik.- 10.5 Aufgaben.- 11 Projektionen in eine Bildebene.- 11.1 Zentralprojektion.- 11.2 Parallelprojektion.- 11.3 Axonometrie.- 11.4 Projektion auf eine beliebige Ebene.- 11.5 Dreidimensionales Sehen.- 11.6 Anaglyphentechnik.- 11.7 Anwendungen.- 11.8 Aufgaben.- 12 Modellierung und Animation.- 12.1 Vielflache.- 12.2 Die Platonischen Körper.- 12.3 Boolesche Operationen mit Polygonen und Polyedern.- 12.4 Computeranimation.- 12.5 Datenformate zur Animation.- 12.6 Morphing.- 12.7 Aufgaben.- 13 Hidden Lines und Hidden Surfaces.- 13.1 Hidden Line-Algorithmus.- 13.2 Darstellung anderer Flächen.- 13.3 Andere Verfahren.- 13.4 Aufgaben.- 14 Oberflächen im Raum.- 14.1 Flächen zweiter Ordnung.- 14.2 Allgemeine Flächenstücke im Raum.- 14.3 Oberflächendarstellungen durch NURBS.- 14.4 Flächendarstellungen.-14.5 3D-Rekonstruktion.- 14.6 Aufgaben.- 15 Licht und Schatten.- 15.1 Licht.- 15.2 Beleuchtungsmodelle.- 15.3 Ray-Tracing.- 15.4 Radiosity.- 15.5 Erzeugung von Oberflächenstrukturen.- 15.6 Beispiele für Texturen.- 15.7 Aufgaben.