Geometrische und numerische Methoden für Informatiker

Fakultät

Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik (IuI)

Version

Version 1 vom 27.11.2025.

Modulkennung

11B0158

Niveaustufe

Bachelor

Unterrichtssprache

Deutsch

ECTS-Leistungspunkte und Benotung

5.0

Häufigkeit des Angebots des Moduls

unregelmäßig

Dauer des Moduls

1 Semester

 

 

Kurzbeschreibung

Informatiker*innen müssen verstärkt Anwendungen in Computergrafik, Simulation und Bildverarbeitung bearbeiten. Die notwendigen mathematischen Spezialkenntnisse, die die in den grundständigen Mathematik-Kursen vermittelten Fertigkeiten, Methoden und Kenntnisse erweitern, werden anwendungsorientiert mit Theorie und Beispiel vermittelt.

Lehr-Lerninhalte

  1. Berechnung und Darstellung von Kurven und Flächen mit Anwendungen in Computergrafik und Animation
  2. Numerische Lösungsmethoden für lineare und nichtlineare Gleichungen und Systeme
  3. Elementare numerische Methoden bei Differentialgleichungen
  4. Integraltransformationen und ihre Anwendungen in der Informatik

Gesamtarbeitsaufwand

Der Arbeitsaufwand für das Modul umfasst insgesamt 150 Stunden (siehe auch "ECTS-Leistungspunkte und Benotung").

Lehr- und Lernformen
Dozentengebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
30VorlesungPräsenz-
30SeminarPräsenz-
Dozentenungebundenes Lernen
Std. WorkloadLehrtypMediale UmsetzungKonkretisierung
30Veranstaltungsvor- und -nachbereitung-
60Erstellung von Prüfungsleistungen-
Benotete Prüfungsleistung
  • Hausarbeit
Unbenotete Prüfungsleistung
  • regelmäßige Teilnahme
Prüfungsdauer und Prüfungsumfang

Benotete Prüfungsleistung:

  • Zur Hausarbeit gehört eine schriftliche Ausarbeitung  (ca. 10-15 Seiten) und eine mündliche Erläuterung (ca. 15-20 Minuten).

Unbenotete Prüfungsleistung:

  • Regelmäßige Teilnahme: Anwesenheit von mind. 80% der Veranstaltung

Empfohlene Vorkenntnisse

In dem Modul werden vertiefte Kenntnisse der Analysis sowie der linearen Algebra vorausgesetzt, wie sie in Einführungsmodulen zur Mathematik (z.B. Mathematik 1 bis 3 für MI/TI) erworben werden. Insbesondere ist Vorwissen zu folgenden Themen wichtig:

  • Vektoren, Matrizen, Determinanten
  • Differential- und Integralrechnung
  • Komplexe Zahlen
  • Differentialgleichungen
  • Funktionen mehrerer Veränderlicher

Wissensverbreiterung

Die Studierenden beherrschen grundlegende Algorithmen der Geometrie und Numerik, sie kennen und verstehen Anwendungen dieser mathematischen Methoden in Computergrafik, Animation, Simulation, Signal- und Bildverarbeitung.

Wissensvertiefung

Die Studierenden verfügen über vertiefte Kenntnisse geometrischer und numerischer Methoden.

Wissensverständnis

Die Studierenden beurteilen geometrische und numerische Verfahren hinsichtlich der Bedingungen und Konsequenzen ihrer Verwendung und setzen diese Methoden fachbezogen problemlösend ein. Sie interpretieren die Ergebnisse kritisch aus Sicht Ihrer spezifischen Anwendung.

Nutzung und Transfer

Die Studierenden beurteilen und verwenden Verfahren und Methoden der Numerik und Geometrie im Umfeld Computergrafik, Animation, Simulation und numerische Datenanalyse.

Kommunikation und Kooperation

Die Studierenden können die Ergebnisse ihrer Hausarbeit präsentieren, ihre Lösungsansätze und Verfahren kompetent erläutern und mündlich sowie schriftlich darstellen.

Literatur

  • Hoschek/Lasser: Grundlagen der geometrischen Datenverarbeitung Teubner, Stuttgart 1989
  • Pareigis, B.: Analytische und projektive Geometrie für die Computer-Graphik Teubner, Stuttgart 1990
  • R.A. Plastok/Z. Xiang: Computergrafik mitp-Verlag, Bonn 2003 (engl. Original 1992/200)
  • Schwetlick/Kretzschmar: Numerische Verfahren für Naturwissenschaftler und Ingenieure Fachbuchverlag Leipzig, Leipzig 1991
  • Eldén/Wittmeyer-Koch: Numerical Analysis Academic Press, Boston, London 1990
  • Blatter, C.: Wavelets - Eine Einführung Vieweg, Braunschweig 1998
  • Stollnitz/Derose/Salesin: Wavelets for Computer Graphics Morgan Kaufmann, San Francisco 1996
  • Butz, T.: Fouriertransformation für Fußgänger Teubner, Stuttgart 1998
  • Neubauer, A.: DFT-Diskrete Fourier-Transformation Elementare Einführung SpringerVieweg, Wiesbaden 2012
  • Piegl/Tiller: The NURBS Book Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1997

Verwendbarkeit nach Studiengängen

  • Informatik - Medieninformatik
    • Informatik - Medieninformatik B.Sc. (01.09.2025)

  • Informatik - Technische Informatik
    • Informatik - Technische Informatik B.Sc. (01.09.2025)

    Modulpromotor*in
    • Ambrozkiewicz, Mikolaj
    Lehrende
    • Ambrozkiewicz, Mikolaj
    • Rehm, Ansgar