Spiele-Programmierung

Dieses Modul besteht aus einer Lehrveranstaltung.

Prüfungsordnung:  MI-BA-2017

Studienorganisation

Studiensemester:  4

Turnus:  Sommersemester, jährlich

Modultyp:  Pflichtveranstaltung

Lehrform:  Vorlesung/Labor

Sprache:  Deutsch

Kompetenzen/Lernziele 

Sie beherrschen die mathematischen Grundlagen sowie die theoretischen Konzepte, Verfahren und Methoden zur effizienten Darstellung und sowie der Animation von und Interaktion mit komplexen virtuellen 3D-Welten.

Sie vertiefen Ihr Verständnis der Funktionsweise und der Programmierung aktueller Grafik-Hardware. Sie erkennen, welche der Algorithmen und Datenstrukturen in High-Level Grafik-Bibliotheken und Game Engines eingesetzt werden und wie diese in Anwendungsprogrammen genutzt werden.

Sie wenden abstraktes mathematisches Denken zur Analyse und Klassifikation von Problemen und bei der Entwicklung kreativer Lösungen an.

Sie können in der Game Engine Unity3D und der Programmiersprache JavaScript bzw. C# eigene Projekte für einfache 2D- und 3D-Computerspiele erstellen. Sie können einzelne Bestandteile einer Game-Engine für 2D- oder 3D- Spiele erschaffen.

Inhalte 

Heutige Computerspiele stellen in Echtzeit höchst komplexe virtuelle Welten dar, die von einer Vielzahl selbstständig handelnden Agenten bevölkert werden. In der Veranstaltung werden Techniken der Computergrafik und der künstlichen Intelligenz vorgestellt, die den Kern heutiger Game-Engines von Computerspielen bilden.

Inhalte:

  • Aufgaben und Aufbau von Game Engines
  • 2D-Beschleunigungstechniken:
    • Billboards
    • Billboard-Clouds
  • fortgeschrittene Beleuchtungstechniken und Shader-Programmierung
  • 3D-Beschleunigungstechniken
    • Level-of-Detail
  • Kollisionserkennung und Sichtbarkeitsbestimmung
    • Schnitt-Tests
    • Hüllkörper
    • Raum-Unterteilungen
    • BSP-Bäume
  • Erzeugung und Darstellung großer Karten durch kachelbasierte Ansätze
  • Wegfindung für autonome Agenten
    • A-Stern Algorithmus
    • Strategische Planung mit A*
  • Einfache Steuerung autonomer Agenten:
    • Endliche Automaten
  • Physik-Engines
  • Generative Modellierung Terrain-Erzeugung
  • Multiplayer Games / Netzwerke

Tools:

  • 3D Game Engine: Unity3D

Hinweis: Studierende des Studienganges Medieninformatik (auslaufende PSO 2011) können diese Veranstaltung als Wahlpflichtfach Informatik (5. Semester) oder als Wahlpflichtfach (6. Semester) belegen.

Arbeitsaufwand

4 SWS, 5,0 Creditpoints (CP)

60 h Präsenzstudium, 90 h Eigenstudium

Prüfung

Art der Prüfung:  Prüfungsleistung

Prüfungsform:  SP(HA, Vortr)

Literatur 

  • T. Akenine-Möller, E. Haines & N. Hoffmann. Real-Time Rendering. 3rd Edition, AK Peters, 2008 (Hinweis: Überblick über aktuelle Verfahren 3D-Computergrafik)
  • S. Rabin. Game AI Pro. Collected Wisdom of Game AI Professionals. Routledge Chapman & Hall, 2013

Voraussetzungen

Voraussetzungen lt. Prüfungs- und Studienordnung 

Orientierungsprüfung

Empfohlene Veranstaltungen 

Verantwortliche Dozenten

Modulverantwortliche(r):  Prof. Dr. Knut Hartmann

Dozent(in):  Prof. Dr. Knut Hartmann Torben Haase