|
Vyučující
|
-
Slánský Vlastimil, doc. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Úvod, základní principy dvou- a třírozměrné euklidovské geometrie. Reprezentace bodů, přímek, úseček, rovin, trojúhelníků, polygonů a základní operace s těmito entitami. Průsečíky. 2. Typické aplikace počítačové grafiky a vizualizace dat. Základní architektura grafických systémů a grafická rozhraní OpenGL/DirectX/SVG - principy. 3. Souřadné systémy v počítačové grafice, homogenní souřadnice a jejich geometrická interpretace. Numerická reprezentace a stabilita výpočtů. 4. Základní geometrické transformace v E2 a E3, řetězení operací. Geometrické entity, princip duality. Transformace Window-Viewport. Promítání, rovinné projekce, pozice kamery. 5. Světlo a barevné modely. Modely osvětlení a metody stínování. 6. Textury a bitové mapy. Základní algoritmy řešení viditelnosti. 7. Metody globálního osvětlení: metoda sledování paprsku. 8. Datové struktury, hierarchické modely. Urychlovací datové struktury: KD-stromy, octree, BVH. 9. Interpolace, křivky a plochy v počítačové grafice. 10. Vizualizace dat: datové struktury, geometrie a data, výšková pole a iso-čáry/plochy, zobrazování povrchů a skalárních polí (CT, MRI). 11. Animace, principy a inverzní kinematika. 12. Rastrová grafika a základní algoritmy pro kreslení úseček a kružnic, algoritmy šrafování a plnění, anti-aliasing, dithering. 13. Zvaná přednáška, moderní trendy v počítačové grafice.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška s diskusí
- Kontaktní výuka
- 65 hodin za semestr
- Projekt individuální [40]
- 39 hodin za semestr
- Příprava na dílčí test [2-10]
- 26 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 26 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| sestavovat počítačové programy v imperativním programovacím jazyku |
| porozumět základním matematickým odvozením |
| rozumět základním geometrické terminologii |
| Odborné dovednosti |
|---|
| ladit počítačové programy pomocí základních nástrojů |
| provádět základní matematická odvození |
| provádět základní geometrické konstrukce |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: efektivně využívá různé strategie učení k získání a zpracování poznatků a informací, hledá a rozvíjí účinné postupy ve svém učení, |
| bc. studium: uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím představivosti a intuice, |
| bc. studium: rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| rozumí principům využívaným v real-timové počítačové grafice |
| rozumí základním osvětlovacím modelům |
| zná běžně používané barevné systémy a jejich vlastnosti |
| prokazuje přehled v běžných geometrických operacích souvisejících s počítačovou grafikou (průsečíky, úhly, obsahy, objemy, ...), rozumí geometrickému významu skalárního a vektorového součinu |
| rozumí maticové reprezentaci transformací souřadnic, orientuje se v běžně používaných souřadných systémech (object, world, camera) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| sestavit program využívající rozhraní pro akcelerovanou počítačovou grafiku a vizualizovat v něm geometrické entity |
| provádět odvození a zjednodušování geometrických vztahů běžných objektů ve 2D a 3D prostoru |
| zvolit a implementovat datovou strukturu vhodnou pro specifickou úlohu počítačové grafiky či vizualizace dat |
| konstruovat postupy založené na transformacích souřadnic pro účely aplikací počítačové grafiky |
| implementovat osvětlovací modely vhodné pro specifické aplikace |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru, |
| bc. studium: samostatně a odpovědně se na základě rámcového zadání rozhodují v souvislostech jen částečně známých, |
| bc. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i laikům informace o povaze odborných problémů a vlastním názoru na jejich řešení, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Přednáška s diskusí, |
| E-learning, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| E-learning, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Přednáška s analýzou videozáznamu, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
| Písemná zkouška, |
| Test, |
| Seminární práce, |
| Průběžné hodnocení, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
| Test, |
| Průběžné hodnocení, |
| Seminární práce, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
| Průběžné hodnocení, |
|
Doporučená literatura
|
-
Shirley,Peter. Fundamentals of computer graphics.
-
Skala, Václav. Algoritmy počítačové grafiky 1. 1. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 1992. ISBN 80-7082-058-6.
-
Skala, Václav. Světlo, barvy a barevné systémy v počítačové grafice. 1, vyd. Praha : Academia, 1993. ISBN 80-200-0463-7.
-
Žára, Jiří; Beneš, Bedřich; Sochor, Jiří; Felkel, Petr. Moderní počítačová grafika. 2., přeprac. a rozš. vyd. Brno : Computer Press, 2004. ISBN 80-251-0454-0.
|