Detail předmětu
Základy počítačové grafiky
IZG Ak. rok 2015/2016 letní semestr 6 kreditů
Přehled základních principů počítačové grafiky (vektorová, rastrová) a jejich důsledků pro tvorbu reálných grafických aplikací. Specifikace základních operací rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky. Specifikace principů a použití hlavních grafických rozhraní. Metody a algoritmy pro: rasterizaci úseček, kružnic a křivek (Bezier, B-spline, NURBS), ořezávání polygonů, vyplňování vektorových i rastrových uzavřených oblastí. Metody a algoritmy pro: transformaci objektů ve 2D a 3D, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování, texturování. Metody fotorealistického zobrazení 3D scén. Metody geometrické reprezentace 3D objektů. Zpracování obrazu jako vícerozměrného signálu, antialiasing.
Garant předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
Rozsah
- 39 hod. přednášky
- 13 hod. pc laboratoře
- 13 hod. projekty
Zajišťuje ústav
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu
- Studenti porozumí základním principům rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky.
- Studenti porozumí základním principům a použití hlavních grafických rozhraní.
- Seznámí se s 2D algoritmy pro rasterizaci a ořezávání objektů a vyplňování oblastí.
- Seznámí se s 3D algoritmy pro transformace objektů, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování a texturování.
- Seznámí se s metodami pro fotorealistické zobrazení 3D scén.
- Seznámí se s metodami geometrické reprezentace 3D objektů.
- Naučí se principům zpracování obrazů jako vícerozměrného signálu a antialiasingu.
- Naučí se vytvářet grafické aplikace pro zobrazení rastrových i vektorových dat.
- Student se naučí řešit jednoduché problémy, individuálně i v týmu, formou domácích úkolů.
- Zdokonalí se v praktickém užívání programátorských a ladících nástrojů jakož i v praktickém užívání programovacího jazyků C/C++.
Cíle předmětu
Získat přehled v oblasti základních principů rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky. Seznámit se základními algoritmy a metodami tvorby grafického zobrazení vektorových objektů ve 2D a 3D scénách, především: rasterizace 2D objektů; ořezávání a vyplňování 2D oblastí; transformace objektů; řešení viditelnost, osvětlení, stínování a texturování 3D objektů. Seznámit s principem a použitím hlavních 2D a 3D grafických rozhraní. Naučit se získané znalosti implementovat a používat v reálných grafických aplikacích.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti
Nejsou žádné prerekvizity.
Literatura studijní
- Hughes, John F., et al., Computer Graphics: Principles and Practice, Third Edition, Addison-Wesley, 2014
- Lengyel, E.: Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics, Third Edition, 3rd Edition, 2012
Literatura referenční
- Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P., Žára, J.: Moderní počítačová grafika, 2. vydání, ComputerPress, 2005
Osnova přednášek
- Úvod do současné počítačové grafiky, základní principy zobrazování (rastrový / vektorový).
- Barvy a barevné modely. Redukce barevneho prostoru, barevný a monochromatický obraz.
- Generování základních objektů v rastru, antialiasing.
- Vyplňování uzavřených oblastí.
- Ořezání ve 2D.
- Transformace ve 2D.
- Křivky v počítačové grafice.
- Základní principy 2D grafických API, minimalistické 2D kreslítko.
- Reprezentace 3D objektů.
- Základy vykreslování 3D scény, 3D transformace a projekce. Řešení viditelnosti 3D objektů.
- Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch. Textury a texturování.
- Základy fotorealistického zobrazování, raytracing a radiozita.
- Moderní počítačová grafika a principy 3D grafických API, vykreslovací řetězec. Úvod do OpenGL.
Průběžná kontrola studia
Kontrolovaná výuka
- Projekt - 18 bodů.
- Plnění úkolů na cvičeních, 6 x 3 bodů - 18 bodů.
- Půlsemestrální písemka - 12 bodů.
- Závěrečná písemná zkouška - 52 bodů.
- Minimum pro závěrečnou písemku je 20 bodů.
- Hranice pro úspěšné absolvování předmětu podle pravidel ECTS - 50 bodů.
Zařazení předmětu ve studijních plánech