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Computer Graphics

Graphische Datenverarbeitung (Teilchenbeschleuniger) WS 0910

WS 08/09, 0/0/4, HS-INF, HS-IST, HS-MI

Dozenten

Prof. Dr. Stefan Gumhold
Dipl.-Phys. Niels v. Festenberg

Vom Forschungszentrum Rossendorf:
Dr. Peter Michel
André Arnold

Visualisierung und Animation (Komplexpraktikum)

Mi 3. DS, INF E065, vorläufig auch Do 2. DS INF 2079

Einführungsveranstaltung

Die Einführungsveranstaltung fand am 14.10.09 statt. Seit dem 4.3.10 gibt es das Ergebnis hier zum Herunterladen.

Interaktive Simulation eines Teilchenbeschleunigers

Graphik des ELBE-Hauptbeschleunigers vom FZD

Mitten im Wald nicht weit im Osten von Dresden liegt das Forschungszentrum Rossendorf. Lange Zeit blieb es wenigen Eingeweihten vorbehalten, hinter die Kulissen der dortigen Grundlagenforschung zu blicken. Inzwischen hat sich das erfreulicherweise geändert.

Die Strahlungsquelle ELBE ist eines der wesentlichen Großgeräte in Rossendorf. Tagtäglich werden dort unzählige Elektronen bis fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und durch ein hochkomplexes Geflecht von Rohren und Apparaturen geschickt. Je nach Betriebsform entstehen dabei verschiedene Strahlenarten, die sich u.a. zur Krebszellenuntersuchung nutzen lassen.

Auch wenn es in Rossendorf heute keine Geheimhaltungspflicht mehr gibt: Wirkungsweise und Betrieb der Anlage bleiben schwer zugänglich, vor allem, weil die meisten Bauteile nicht direkt sichtbar sind und nur bei sehr tiefen Temperaturen funktionieren. An dieser Stelle können die Techniken der computergraphischen Simulation helfen. Das Grundprinzip des Beschleunigers lässt sich mit geeigneten Visualierungsmethoden sehr gut darstellen.

Ziel des Praktikums ist die interaktive Simulation des ELBE-Beschleunigers. Der Benutzer soll sich am Ende spielerisch durch die Anlage bewegen können, und währenddessen mit verschieden Aspekten der Beschleunigertechnik vertraut gemacht werden. Dabei besteht großer kreativer Spielraum, wie genau die einzelnen Prozesse vermittelt werden. Ein Ritt auf dem Elektronenstrahl wäre beispielsweise denkbar, aber auch die experimentelle Kombinierbarkeit von Beschleunigerparametern ähnlich wie in "The incredible machine". Als Grundlage dient dabei das Ergebnis des Komplexpraktikums zur Reinraumsimulation. Zur Erarbeitung der technischen Aspekte des Beschleunigers werden wir eng mit den Forschern in Rossendorf zusammenarbeiten. Im Verlauf des Semesters ist außerdem mindestens ein Besuch in der echten Anlage vorgesehen.

Interessierte Studierende können sich ab sofort per JExam einschreiben. Für Rückfragen steht Niels v. Festenberg zur Verfügung.

Voraussetzungen

  • Programmiererfahrung in C++ und OpenGL
  • Lehrveranstaltung Computergraphik I oder vergleichbare Kenntnisse
  • Wünschenswert: Erfahrung im Umgang mit den Standardwerkzeugen für die Erstellung von 2D-, 3D-, und Videodaten (3DS Max/ Maya, Photoshop, Samplitude etc.)

Material

Einführungspräsentation
Vorstellung ELBE-Beschleuniger
Einführung in die Physik der Teilchenbeschleuniger
Einführung in die Matrizen des linearen Strahltransports

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Ergebnis

Hier finden Sie das Ergebnis das Praktikums.


Last modified: 16th Jun 2010, 5.48 PM
Author: Dipl.-Phys. Niels v. Festenberg