3D Computer Vision¶
Inhalte¶
Fragestellungen¶
- Wie kommt man von Bildern zu 3D Modellen?
- Wie entstehen Kamerabilder? Was passiert geometrisch?
- Welche Informationen stecken drin? Welche kann man direkt auslesen?
- Welche Annahmen müssen getroffen werden?
- Welche Modelle werden gebildet?
- Welche technischen Lösungen gibt es noch?
- Inwiefern kann Deep Learning helfen?
Themenüberblick für SoSe 2025 (Stand März 2025)¶
- Was ist Computer Vision?
- Wie entstehen Kamerabilder?
- Bildentstehung, Kameras, Lochkameramodell
- Perspektivische Projektion
- Kameramodell, intr. und extr. Parameter
- Bildverzerrung
- Projektive Geometrie
- Kamerakalibration
- Perspektivische Projektion und Tiefeninformationen aus einem Bild
- Einfaches Stereo, Disparität, Korrelationsfunktion, lokale und globale Stereoalgorithmen
- Triangulation, Strukturierte Beleuchtung
- Multi-view Stereo, Tiefeninformation aus vielen Bildern mit kalibrierten Kameras
- Neural Radiance Fields (NeRF)
- Epipolargeometrie, Fundamentalmatrix
- Feature Matching, SIFT, RANSAC
- Structure From Motion, Bundle Adjustment
- 3D Datenstrukturen, Punktewolken
- Time-of-Flight Kameras
Lernziele¶
Die Lernziele werden auf dem Miro board (Passwort wird in der Vorlesung genannt) getrackt und sind unter Learning Objectives aufgelistet.
Zeitplan (vorläufig)¶
| VL-Woche | Datum | Thema |
|---|---|---|
| 01 | 18.03.2025 | keine VL (verschoben auf 25.3.) |
| 02 | 25.03.2025 | Einführung und Motivation + Kameras |
| 03 | 01.04.2025 | Bildentstehung und Verzerrung |
| 04 | 08.04.2025 | Perspektive |
| 05 | 15.04.2025 | Monokulare Tiefenrekonstruktion |
| 06 | 22.04.2025 | keine VL (Ostern) |
| 07 | 29.04.2025 | Stereo |
| 08 | 06.05.2025 | keine VL (UH auf Dienstreise) |
| 09 | 13.05.2025 | Triangulation |
| 10 | 20.05.2025 | Epipolargeometrie |
| 11 | 27.05.2025 | Multi-View Stereo |
| 12 | 03.06.2025 | SIFT + RANSAC + SfM |
| -- | 10.06.2025 | keine VL (Pfingsten) |
| 13 | 17.06.2025 | 3D Datenstrukturen |
| 14 | 24.06.2025 | Time-of-Flight Kameras |
| 15 | 01.07.2025 | NeRF + 3DGS |
Protokolle aller Vorlesungen und Workshops¶
Vorlesung 01 - Einführung¶
Datum: 25.03.2025
Ziele: Motivation und Einführung in das Thema - Was ist Computer Vision?
Vorlesung 02 - Kameras¶
Datum: 25.03.2025
Ziele: Wie entsteht ein Bild? Wie nehmen wir visuell wahr?
Vorlesung 03 - Verzerrung¶
Datum: 01.04.2025
Ziele: Wie beschreiben wir die Projektion mathematisch? Welche Fehler entstehen dabei?
Vorlesung 04 - Perspektive¶
Datum: 08.04.2025
Ziele: Was passiert bei der Projektion mathematisch? Welche Invarianzen gibt es und wie kann man diese nutzen?
Vorlesung 05 - Mono¶
Datum: 15.04.2025
Ziele: Wie kann man aus nur einem Bild (bzw. aus einer Perspektive) Tiefendaten ermitteln?
Vorlesung 06 - Stereo¶
Datum: 29.04.2025
Ziele: Wie kann man aus zwei Bildern (bzw. aus zwei Perspektiven) Tiefendaten ermitteln? Welche Methoden gibt es?
Vorlesung 07 - Triangulation¶
Datum: 13.05.2025
Ziele: Wie kann man aus einem Bild und einer Beleuchtungseinheit Tiefendaten ermitteln? Welche Methoden gibt es?
Vorlesung 08 - Epipolargeometrie¶
Datum: 20.05.2025
Ziele: Was ist die Fundamentalmatrix und wie kann sie helfen, um 3D Daten zu rekonstruieren?
Vorlesung 09 - Multiview Stereo¶
Datum: 27.05.2025
Ziele: Was ist Multi-View Stereo und welche Ansätze gibt es, um 3D Daten aus mehreren Bildern zu rekonstruieren?