Computergrafik lernen: Grundlagen, Techniken und Anwendungen

Question 1

Welche Aussage trifft auf die Phong-Beleuchtung zu?

Accepted Answer

Sie berechnet die Lichtrichtung anhand eines Normalenvektors.

Answer

Sie berücksichtigt nur die diffuse Komponente.

Answer

Sie ist ein globales Beleuchtungsmodell.

Answer

Sie benötigt keine Informationen über die Lichtquelle.

Question 2

Was ist die Hauptaufgabe eines Shaders in der Computergrafik?

Accepted Answer

Berechnung von Beleuchtung und Schattierung einer Szene

Answer

Erstellung eines 3D-Modells aus einem Bild

Answer

Animation einer Figur

Answer

Optimierung der Leistung von Grafikkarten

Question 3

Welche Technik erzeugt realistische Bilder, indem sie den Lichttransport simuliert?

Accepted Answer

Raytracing

Answer

Scanline-Rendering

Answer

Z-Buffering

Answer

Phong-Shading

Question 4

Welche Aussage zur Transformation einer 3D-Szene ist korrekt?

Accepted Answer

Translation: Verschiebt ein Objekt entlang einer Achse.

Accepted Answer

Skalierung: Vergrößert oder verkleinert ein Objekt.

Accepted Answer

Drehung: Rotiert ein Objekt um eine Achse.

Answer

Die Reihenfolge der Transformationen ist irrelevant.

Question 5

Welche Transformation wird eingesetzt, um ein Objekt um eine Achse zu drehen?

Accepted Answer

Rotation

Answer

Translation

Answer

Skalierung

Answer

Spiegelung

Question 6

Welches Dateiformat ist für die Speicherung von 3D-Modellen geeignet?

Accepted Answer

Vektorgrafikformat (z. B. .obj)

Answer

Bitmap-Grafikformat (z. B. .bmp)

Answer

Textdokumentformat (z. B. .txt)

Answer

Videoformat (z. B. .mp4)

Question 7

Welches Dateiformat ist für die Speicherung und Bearbeitung von 3D-Modellen geeignet?

Accepted Answer

.obj

Answer

.png

Answer

.docx

Answer

.mp4

Question 8

Welches Grafikformat nutzt eine Komprimierung mit Qualitätsverlust, um die Dateigröße zu reduzieren?

Accepted Answer

JPG

Answer

PNG

Answer

GIF

Answer

BMP

Question 9

Welche Aussage zur Beleuchtung in der Computergrafik ist richtig? Sie bestimmt:

Accepted Answer

Das Aussehen eines Objekts in einer Szene

Answer

Nur die Farbe eines Objekts

Answer

Die Position eines Objekts im Raum

Answer

Die Größe eines Objekts

Question 10

Welches Bildformat kombiniert verlustbehaftete und verlustfreie Komprimierung und ermöglicht Transparenz?

Accepted Answer

PNG

Answer

JPEG

Answer

GIF

Answer

BMP

Question 11

Welcher Algorithmus wird in der Computergrafik eingesetzt, um Bilder mit hoher Auflösung und vielen Details zu erzeugen?

Accepted Answer

Raytracing

Answer

Scanline-Rendering

Answer

Phong-Shading

Answer

Texturierung

Question 12

Welche Komponente einer Grafikkarte ist für die Anzeige von Bildern auf dem Bildschirm zuständig?

Accepted Answer

GPU

Answer

CPU

Answer

RAM

Answer

Motherboard

Question 13

Welches Grafikformat ist ideal für die Speicherung von Bildern, bei denen eine hohe Komprimierung wichtiger ist, auch wenn dies zu einem Qualitätsverlust führen kann?

Accepted Answer

JPEG

Answer

BMP

Answer

PNG

Answer

TIFF

Question 14

Welches Unternehmen brachte 1999 die erste kommerziell erfolgreiche Grafikkarte auf den Markt?

Accepted Answer

Nvidia

Answer

Intel

Answer

AMD

Answer

Matrox

Question 15

Welches Farbmodell wird in der Computergrafik häufig verwendet und basiert auf den Grundfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz?

Accepted Answer

CMYK

Answer

RGB

Answer

HSV

Answer

YUV

Question 16

Welche Aufgabe übernimmt der Framebuffer in der Computergrafik?

Accepted Answer

Speichert gerasterte Pixel für die Bildschirmausgabe

Answer

Speichert Szenendaten für das Rendering

Answer

Speichert Vertexdaten für 3D-Modelle

Answer

Speichert Texturdaten für 3D-Modelle

Question 17

Welche Rendering-Technik simuliert den Lichtweg in einer Szene und erzeugt dadurch realistische Bilder?

Accepted Answer

Raytracing

Answer

Scanline-Rendering

Answer

Z-Buffering

Answer

Radiosity

Question 18

Welches Farbmodell verwendet die Grundfarben Rot, Grün und Blau und wird in der Computergrafik häufig für die Farbdarstellung auf Bildschirmen eingesetzt?

Accepted Answer

RGB

Answer

CMYK

Answer

HSV

Answer

XYZ

Question 19

Welches Dateiformat eignet sich speziell zur Speicherung von 3D-Modellen im Dreiecksnetzformat?

Accepted Answer

STL

Answer

JPEG

Answer

PDF

Answer

AVI

Question 20

Was ist die Hauptanwendung der Raytracing-Methode in der Computergrafik?

Accepted Answer

Erzeugung fotorealistischer Bilder

Answer

Echtzeit-Darstellung in Videospielen

Answer

Simulation diffuser Beleuchtung

Answer

Beschleunigung des Rendering-Prozesses

Question 21

Welche Dateiformate sind speziell für die Speicherung von 3D-Modellen vorgesehen?

Accepted Answer

OBJ, STL, FBX

Answer

JPEG, BMP, PNG

Answer

DOCX, PDF, TXT

Question 22

Welches Bildformat ermöglicht eine verlustfreie Speicherung?

Accepted Answer

PNG

Answer

JPEG

Answer

GIF

Question 23

Was ist mit dem Begriff "Texturierung" in der Computergrafik gemeint?

Accepted Answer

Oberflächendetails wie Farben und Texturen auf ein 3D-Modell auftragen, um es realistischer zu machen.

Answer

3D-Modelle in 2D-Bilder umwandeln.

Answer

Lichtquellen und Schatten zu einer 3D-Szene hinzufügen, um sie realistischer wirken zu lassen.

Answer

Ein 3D-Modell in kleinere, leichter zu handhabende Teile zerlegen.

Question 24

Welches Farbsystem wird hauptsächlich für die Anzeige von Farben auf Bildschirmen verwendet?

Accepted Answer

RGB

Answer

CMYK

Answer

HSV

Answer

YIQ

Question 25

Welche Animationstechnik in der Computergrafik ermöglicht es, aus einer vorgegebenen Zielposition der Gliedmaßen die Gelenkwinkel zu berechnen?

Accepted Answer

Inverse Kinematik

Answer

Vorwärtskinematik

Answer

Quaternionen

Answer

Z-Buffering

Question 26

Welches Grafikdateiformat nutzt eine verlustbehaftete Komprimierung mit variabler Bitrate, um die Dateigröße zu verringern?

Accepted Answer

JPEG

Answer

PNG

Answer

GIF

Answer

TIFF

Question 27

Welche Komponente einer Grafikkarte verbindet sie mit dem Prozessor und ermöglicht den Datenaustausch?

Accepted Answer

PCI-Express-Schnittstelle (PCIe)

Answer

Grafikspeicher (VRAM)

Answer

Grafikprozessor (GPU)

Question 28

Welches Farbmodell wird in der Computergrafik am häufigsten zur Darstellung von Farben auf Bildschirmen und Displays verwendet?

Accepted Answer

RGB-Modell

Answer

XYZ-Modell

Answer

CMYK-Modell

Answer

HSB-Modell

Question 29

Welche Aussage zur Farbdarstellung im RGB-Farbmodell ist korrekt?

Accepted Answer

Je höher der Rot-Wert, desto heller ist die Farbe.

Answer

Die Summe der RGB-Werte kann maximal 256 betragen.

Answer

Das RGB-Farbmodell basiert auf der subtraktiven Farbmischung.

Question 30

Welches Merkmal trifft auf das Phong-Beleuchtungsmodell zu?

Accepted Answer

Lokales Beleuchtungsmodell

Answer

Globales Beleuchtungsmodell

Answer

Berücksichtigt nur diffuse Reflexion

Answer

Nicht-physikalisches Beleuchtungsmodell

Question 31

Welche Komponente einer Grafikkarte ist für die Ausführung grafikbezogener Berechnungen zuständig?

Accepted Answer

Grafikprozessor (GPU)

Answer

Videospeicher

Answer

PCIe-Schnittstelle

Answer

Kühlkörper

Question 32

Welche Zukunftstrends und Herausforderungen prägen die Computergrafik und wie beeinflussen sie die Entwicklung neuer Technologien und Anwendungen?

Accepted Answer

Zukunftstrends und Herausforderungen in der Computergrafik fördern die Entwicklung immersiver und personalisierterer Erlebnisse.

Answer

Zukunftstrends in der Computergrafik konzentrieren sich hauptsächlich auf die Verbesserung der Hardware-Leistung.

Answer

Herausforderungen in der Computergrafik beschränken sich auf die Erzeugung fotorealistischer Bilder.

Answer

Neue Technologien in der Computergrafik finden hauptsächlich Anwendung in der Unterhaltungsindustrie.

Question 33

Welche Rolle spielt Computergrafik in Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) und welche besonderen Herausforderungen ergeben sich dadurch?

Accepted Answer

VR und AR nutzen Computergrafik hauptsächlich, um realistische virtuelle Umgebungen und Objekte zu erstellen.

Answer

Computergrafik ist in VR und AR nicht von Bedeutung, da diese Technologien auf physischen Geräten und Umgebungen basieren.

Answer

VR und AR benötigen keine Computergrafik, da sie ausschließlich auf künstlicher Intelligenz basieren.

Question 34

Welche Vor- und Nachteile ergeben sich aus dem Einsatz von GPUs (Graphics Processing Units) in der Computergrafik? Wie beeinflussen sie Leistung und Effizienz?

Accepted Answer

GPUs bieten eine höhere Leistung als CPUs für grafikintensive Aufgaben, sind aber weniger energieeffizient.

Answer

GPUs sind für allgemeine Berechnungen besser geeignet als CPUs, da sie mehr Rechenkerne haben.

Answer

Der Einsatz von GPUs hat keine Auswirkungen auf die Leistung oder Effizienz von Computergrafikanwendungen.

Answer

GPUs verbrauchen weniger Strom als CPUs, bieten aber eine geringere Rechenleistung.

Question 35

Welche Techniken werden in der Computergrafik zur Modellierung von Animationen eingesetzt? Vergleichen Sie ihre Vor- und Nachteile.

Accepted Answer

Skelettanimation: Hierarchisches Skelett zur Bewegungssteuerung; präzise, aber komplex in der Einrichtung.

Accepted Answer

Keyframe-Animation: Schlüsselpositionen definieren, Bewegung interpolieren; einfach, aber potenziell unnatürlich.

Accepted Answer

Motion-Capture-Animation: Bewegungen realer Objekte aufzeichnen; realistisch, aber teuer und zeitaufwendig.

Question 36

Welche Transformationsmatrix wird für die Drehung eines Objekts um die y-Achse benötigt?

Accepted Answer

Rotation

Answer

Translation

Answer

Skalierung

Answer

Scherung

Question 37

Welche Technik wird in der Computergrafik eingesetzt, um Bewegungsunschärfe darzustellen?

Accepted Answer

Bewegungsunschärfefilter

Answer

Partikelsystem

Answer

Inverse Kinematik

Answer

Keyframe-Animation

Question 38

Welche Matrix wird verwendet, um ein Objekt entlang einer beliebigen Achse im 3D-Raum zu skalieren?

Accepted Answer

Skalierungsmatrix

Answer

Translationsmatrix

Answer

Rotationsmatrix

Question 39

Wie wird eine tessellierte Fläche hierarchisch durch Dreiecke dargestellt? Beschreibe den Vorteil dieses Ansatzes für komplexe Geometrien.

Accepted Answer

Eine tessellierte Fläche wird als Sammlung von Dreiecken dargestellt, wobei jedes Dreieck einen Teil der Fläche detailliert abbildet.

Answer

Eine tessellierte Fläche wird durch ein einzelnes Dreieck approximiert, das die gesamte Fläche abdeckt.

Answer

Eine tessellierte Fläche wird durch Interpolation zwischen den Eckpunkten der Fläche erstellt, um eine glatte Oberfläche zu erzeugen.

Answer

Eine tessellierte Fläche wird durch Extrusion entlang einer Achse in ein 3D-Modell umgewandelt.

Question 40

Welches Rendering-Verfahren ist am besten geeignet, um fotorealistische Bilder zu erzeugen?

Accepted Answer

Raytracing

Answer

Rasterisierung

Answer

Polygonalisierung

Answer

Texturierung

Question 41

Welches Dateiformat wird häufig zum Speichern von 3D-Modellen verwendet?

Accepted Answer

.obj

Answer

.png

Answer

.jpg

Answer

.txt

Question 42

Welche Technik wird verwendet, um realistische Oberflächentexturen auf 3D-Modellen zu erzeugen?

Accepted Answer

Texturierung

Answer

Beleuchtung

Answer

Schattierung

Answer

Modellierung

Question 43

Erläutern Sie die Bedeutung von Vertex-Arrays und Vertex-Buffer-Objekten in der OpenGL-Grafikpipeline und nennen Sie die Vorteile ihrer Verwendung.

Accepted Answer

Vertex-Arrays und Vertex-Buffer-Objekte ermöglichen eine effiziente Verwaltung von Vertexdaten und reduzieren den Aufwand bei der Datenübertragung.

Answer

Vertex-Arrays und Vertex-Buffer-Objekte dienen ausschließlich der Modellierung komplexer Geometrien.

Answer

Vertex-Arrays und Vertex-Buffer-Objekte sind nicht Teil der OpenGL-Grafikpipeline.

Answer

Vertex-Arrays und Vertex-Buffer-Objekte erhöhen den Aufwand bei der Datenübertragung und sollten daher vermieden werden.

Question 44

Welche der folgenden Aussagen trifft auf polygonbasierte 3D-Modelle zu?

Accepted Answer

Sie bestehen aus einfachen geometrischen Formen wie Würfeln, Kugeln und Zylindern.

Answer

Sie sind immer realistischer als NURBS-Modelle.

Answer

Sie können nur mit Rasterverfahren gerendert werden.

Answer

Sie sind immer topologisch geschlossen.

Question 45

Welches Dateiformat wird speziell für die Speicherung von 3D-Modellen verwendet?

Accepted Answer

OBJ

Answer

JPEG

Answer

PDF

Answer

TXT

Question 46

Erläutern Sie den Hauptunterschied zwischen Raster- und Vektorgrafiken.

Accepted Answer

Rastergrafiken bestehen aus Pixeln, während Vektorgrafiken aus Linien und Formen aufgebaut sind.

Answer

Vektorgrafiken bestehen aus Pixeln, während Rastergrafiken aus Linien und Formen aufgebaut sind.

Answer

Rastergrafiken sind immer farbig, während Vektorgrafiken nur schwarz-weiß sein können.

Answer

Vektorgrafiken sind immer kleiner als Rastergrafiken.

Question 47

Welche Rendering-Technik führt zu den realistischsten Bildern?

Accepted Answer

Raytracing

Answer

Scanline-Rendering

Answer

Polygon-Rendering

Answer

Wireframe-Rendering

Question 48

Was beschreibt der Normalvektor eines Polygons?

Accepted Answer

Die Richtung senkrecht zur Oberfläche des Polygons

Answer

Die Richtung parallel zur Oberfläche des Polygons

Answer

Die Farbe des Polygons

Answer

Die Textur des Polygons

Question 49

Was ist das Hauptziel der Verwendung von Beleuchtungsmodellen in der Computergrafik?

Accepted Answer

Erzeugung realistischer Schatten und Reflexionen

Answer

Erhöhung der Farbsättigung von Objekten

Answer

Anpassung der Größe und Form von Objekten

Answer

Simulation von Objektbewegungen

Question 50

Welche Transformation wird verwendet, um ein Objekt um eine Achse zu drehen?

Accepted Answer

Rotation

Answer

Translation

Answer

Skalierung

Answer

Scherung

Question 51

Welche Herausforderungen treten bei der Visualisierung volumetrischer Daten in der Computergrafik auf? Nenne die Techniken, die zur Bewältigung dieser Herausforderungen eingesetzt werden.

Accepted Answer

Voxel- und Isosurface-basierte Methoden

Answer

ausschließlich Raytracing

Answer

ausschließlich NURBS-Modellierung

Answer

Es bestehen keine Herausforderungen

Question 52

Welche rechtlichen und ethischen Herausforderungen ergeben sich aus der Nutzung synthetischer Medien wie Deepfakes und generativer Modelle in der Computergrafik?

Accepted Answer

Ein vorsichtiger Umgang ist nötig, um die Vorteile synthetischer Medien zu nutzen und Risiken zu minimieren.

Answer

Synthetische Medien sind rechtlich und ethisch unbedenklich.

Answer

Synthetische Medien sollten verboten werden.

Answer

Informatiker tragen keine Verantwortung für die rechtlichen und ethischen Auswirkungen synthetischer Medien.

Question 53

Welche Aufgabe übernimmt die Vertex-Shader-Stufe in der Grafikpipeline?

Accepted Answer

Transformiert Scheitelpunktpositionen in den Clip-Raum

Answer

Berechnet Fragmentintensitäten

Answer

Erstellt eine Liste sichtbarer Primitive

Answer

Füllt Polygone mit Farben

Question 54

Welcher der folgenden Grundbausteine kommt in der Computergrafik **nicht** vor?

Accepted Answer

Pixel

Answer

Vertex (Eckpunkt)

Answer

Face (Fläche)

Answer

Kant (Edge)

Question 55

Was ist das Hauptziel des Renderings in der Computergrafik?

Accepted Answer

Umwandlung von 3D-Modellen in 2D-Bilder

Answer

Erstellung realistischer Licht- und Schatteneffekte

Answer

Animation von 3D-Objekten

Answer

Texturierung von Oberflächen

Question 56

Was versteht man unter Antialiasing in der Computergrafik?

Accepted Answer

Glättung von gezackten Kanten

Answer

Verbesserung der Licht- und Schattenberechnungen

Answer

Reduzierung von Rauschen im Bild

Answer

Beschleunigung des Renderprozesses

Question 57

Welche Shader-Art wird verwendet, um die Beleuchtung und Schattierung von Oberflächen in der Computergrafik zu steuern?

Accepted Answer

Fragment-Shader

Answer

Vertex-Shader

Answer

Geometrie-Shader

Answer

Tessellations-Shader

Question 58

Was ist der Unterschied zwischen einer statischen und einer dynamischen Lichtquelle in der Computergrafik?

Accepted Answer

Statische Lichtquellen bleiben während des Renderings an einer festen Position, während sich dynamische Lichtquellen bewegen können.

Answer

Statische Lichtquellen sind heller als dynamische Lichtquellen.

Answer

Dynamische Lichtquellen können Schatten werfen, während statische Lichtquellen dies nicht können.

Answer

Es gibt keinen Unterschied zwischen statischen und dynamischen Lichtquellen.

Question 59

Welcher Algorithmus ist für die Berechnung von Schatten in Echtzeit geeignet?

Accepted Answer

Shadow Mapping

Answer

Global Illumination

Answer

Raytracing

Answer

Ambient Occlusion

Question 60

Welche Animationsprinzipien sind für die Erzeugung realistischer Bewegungsabläufe unerlässlich?

Accepted Answer

Squash and Stretch, Anticipation, Timing

Answer

Schnitt, Überblendung, Kamerafahrt

Answer

Keyframing, Tweening, Easing

Answer

Morphing, Inverse Kinematik, Partikelsimulation

Question 61

Welches System ist für die Beschleunigung von Computergrafikprozessen in modernen Rechnern zuständig?

Accepted Answer

CUDA

Answer

PCIe

Answer

RAM

Answer

CPU

Question 62

Welcher Algorithmus ermöglicht die Berechnung von Kollisionen zwischen 3D-Objekten?

Accepted Answer

Bounding Volume Hierarchy (BVH)

Answer

Monte-Carlo-Algorithmus

Answer

A*-Algorithmus

Answer

Dijkstra-Algorithmus

Question 63

Welches Rendering-Verfahren erzeugt fotorealistische Bilder, indem es die Interaktion von Licht mit Objekten berechnet?

Accepted Answer

Raytracing

Answer

Scanline-Rendering

Answer

Rasterisierung

Answer

Voxelisierung

Question 64

Welche der folgenden Animationstechniken verwendet Schlüsselbilder, um Bewegungsänderungen zu definieren?

Accepted Answer

Tweening

Answer

Morphing

Answer

Partikelanimation

Answer

Skelettanimation