Detail předmětu

Výtvarná informatika

FIT-VINAk. rok: 2015/2016

Současné digitální kamery již obraz nejen zachycují, současné kamery obraz také počítají. Metody výpočetní fotografie využívají algoritmů počítačové grafiky, zpracování obrazu a počítačového vidění k tomu, aby rozšířily možnosti klasické i digitální fotografie. V rámci předmětu VIN uvedeme nejzajímavější metody výpočetní fotografie, které umožňují např. rozšířit hloubku ostrosti obrazu, zvýšit expoziční pružnost fotoaparátu, nebo omezit pohybové neostrosti. Následuje úvod do výtvarné informatiky, počítačová tvorba v kontextu zobecněné estetiky, stručná historie počítačového umění ve světě i doma, esteticky nosné funkce (periodické funkce, cyklické funkce, spirální křivky, superformule), výtvarné algoritmy s náhodnými parametry (generátory pseudonáhodných čísel s různým rozložením, kombinace generátorů), bezkontextová grafika a výtvarné automaty, geometrické substituce (iterace transformací, graftály), esteticky nosné proporce (zlatý řez v matematice a umění), fraktální grafika (dynamika v komplexní proměnné, 3D řezy kvaternionů, Lindenmayerovy přepisovací gramatiky, křivky vyplňující prostor, iterované systémy afinních transformací, modelování terénu apod.), chaotické atraktory (diferenciání rovnice), matematické uzly (topologie, grafy, prostorové transformace), periodické mozaiky (grupy symetrií, vlysy, rozety, zámkové ornamenty), neperiodické mozaiky (hierarchické, spirální, aperiodické dláždění), exaktní estetika (numerická krása, matematické hodnocení proporcí, kompozice a estetické informace).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačové grafiky a multimédií (UPGM)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s principy matematiky a informatiky ve výtvarném umění, seznámí se s příklady aplikovaného počítačového umění, jeho historií, současnými tendencemi i výhledy do budoucna, naučí se praktickým dovednostem z oblasti výtvarné informatiky a dokáží prakticky realizovat výtvarnou tvorbu s pomocí počítače.

Prerekvizity

Výtvarné cítění, základní matematické znalosti, základní znalosti principů počítačové grafiky, počítačového vidění, zpracování obrazu a klasické fotografie.

Způsob a kritéria hodnocení

Hodnocení studia je založeno na bodovacím systému. Pro úspěšné absolvování předmětu je nutno dosáhnout 50 bodů.

Osnovy výuky

Osnova přednášek:
  1. Výpočetní fotografie: úvod do výpočetní fotografie, metody, principy.
  2. HDR - obrazy s vysokým dynamickým rozsahem: úvod do technologie HDR a mapování tónů, možnosti a limity.
  3. Cesty k matematickému umění: Prolínání vědy a umění od historie po současnost.
  4. Zobecněná estetika: Výtvarné formy matematického umění.
  5. Výtvarník u počítače: Od analogových oscilogramů k virtuální realitě.
  6. Estetické funkce I: Od sinu a cosinu k superformuli.
  7. Estetické funkce II: Generovaná grafika a rytmus algoritmů.
  8. Estetické proporce: Zlatý řez v matematice, umění a designu.
  9. Graftály: Systémy větvení a modely forem růstu přírody.
  10. Fraktály I: Iterované transformace a křivky vyplňující prostor.
  11. Matematické uzly: Od keltských motivů k algoritmickým sochám.
  12. Ornamenty a mozaiky I: Symetrie, periodické mozaiky a zámkové ornamenty.
  13. Exaktní estetika: Matematické hodnocení tvarů, barev a kompozice.

Osnova počítačových cvičení:
Cvičení sledují témata přednášek a jsou vedena formou výtvarné dílny (pro cvičení jsou připraveny ukázkové programy).
Osnova ostatní - projekty, práce:
Letterismus a ASCII art, Digitální improvizace, Generovaná grafika, Kvantování funkcí, Chaotické atraktory, Bezkontextová grafika, Nelineární transformace, Fraktály kvaternionů, Fraktální krajina, Uzlování, Zámkové mozaiky, Islámský ornament, Digitální koláž, Grafický plakát

Učební cíle

Cílem je získat přehled o možnostech a principech současných metod výpočetní fotografie (http://cphoto.fit.vutbr.cz/) a seznámit se s principy matematiky a informatiky ve výtvarném umění, seznámit se s příklady aplikovaného počítačového umění, jeho historií, současnými tendencemi i výhledy do budoucna, naučit se praktickým dovednostem z oblasti výtvarné informatiky a prakticky realizovat výtvarnou tvorbu s pomocí počítače (http://artgorithms.droppages.com).

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Kontrolovaná výuka zahrnuje přednášky, individuální projekty z výtvarné dílny a závěrečnou zkoušku ve formě vlastní aplikace pro kreativní grafiku. Závěrečná zkouška má dva možné opravné termíny.

Základní literatura

  • Bruter, C. P.: Mathematics and Art. Springer Verlag, 2002.
  • Caplan, C. S. The Bridges Archive. The Bridges Organization, 2013. 
  • Emmer, M., ed.: Mathematics and Culture II: Visual Perfection. Mathematics and Creativity. Springer Verlag, 2005.
  • Emmer, M., ed.: The Visual Mind II. The MIT Press, 2005.
  • Friedman, N., Akleman, E.: HYPERSEEING. The International Society of the Arts, Mathematics, and Architecture (ISAMA), 2012. 
  • Kapraff, J.: Connections: The Geometric Bridge Between Art and Science. World Scientific Publishing Company; 2nd edition, 2002.
  • Manovich, L.: Software Takes Command. Bloomsbury Academic, 2013.
  • McCormack, J., et al.: Ten Questions Concerning Generative Computer Art. Leonardo: Journal of Arts, Sciences and Technology, 2012.
  • Peterson, I.: Fragments of Infinity: A Kaleidoscope of Math and Art. John Wiley & Sons, 2001.
  • Radovic, L.: VisMath. Mathematical Institute SASA, Belgrade, 2014.

Doporučená literatura

  • Adams, C. C.: The Knot Book. Freeman, New York, 1994.
  • Barnsley, M.: Fractals Everywhere. Academic Press, Inc., 1988.
  • Bentley, P. J.: Evolutionary Design by Computers.Morgan Kaufmann, 1999.
  • Deussen, O., Lintermann, B.: Digital Design of Nature: Computer Generated Plants and Organics.X.media.publishing, Springer-Verlag, Berlin, 2005.
  • Glasner, A. S.: Frieze Groups. In: IEEE Computer Graphics & Applications, pp. 78-83, 1996.
  • Grünbaum, B., Shephard, G. C.: Tilings and Patterns. W. H. Freeman, San Francisco, 1987.
  • Livingstone, C.: Knot Theory. The Mathematical Association of America, Washington D.C., 1993.
  • Lord, E. A., Wilson, C. B.: The Mathematical Description of Shape and Form. John Wiley & Sons, 1984.
  • Mandelbrot, B.: The Fractal Geometry of Nature. W. H. Freeman, New York - San Francisco, 1982.
  • Moon, F.: Chaotic and Fractal Dynamics. Springer-Verlag, New York, 1990.
  • Ngo, D. C. L et al. Aesthetic Measure for Assessing Graphic Screens. In: Journal of Information Science and Engineering, No. 16, 2000.
  • Peitgen, H. O., Richter, P. H.: The Beauty of Fractals. Springer-Verlag, Berlin, 1986.
  • Pickover, C. A.: Computers, Pattern, Chaos and Beauty. St. Martin's Press, New York, 1991.
  • Prusinkiewicz, P., Lindenmayer, A.: The Algorithmic Beauty of Plants. Springer-Verlag, New York, 1990.
  • Schattschneider, D.: Visions of Symmetry (Notebooks, Periodic Drawings, and Related Work of M. C. Escher). W. H. Freeman & Co., New York, 1990.
  • Sequin, C. H.: Procedural Generation of Geometric Objects. University of California Press, Berkeley, CA, 1999.
  • Spalter, A. M.: The Computer in the Visual Arts. Addison Weslley Professional, 1999.
  • Stiny, G., Gips, J.: Algorithmic Aesthetics; Computer Models for Criticism and Design in the Arts. University of California Press, 1978.
  • Todd, S., Latham, W.: Evolutionary Art and Computers.Academic Press Inc., 1992.
  • Turnet, J. C., van der Griend, P. (eds.): History and Science of Knots. World Scientific, London, 1995.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MBI , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MIN , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MPV , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MSK , libovolný ročník, letní semestr, volitelný
    obor MGM , 1. ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D.

Osnova

  1. Výpočetní fotografie: úvod do výpočetní fotografie, metody, principy.
  2. HDR - obrazy s vysokým dynamickým rozsahem: úvod do technologie HDR a mapování tónů, možnosti a limity.
  3. Cesty k matematickému umění: Prolínání vědy a umění od historie po současnost.
  4. Zobecněná estetika: Výtvarné formy matematického umění.
  5. Výtvarník u počítače: Od analogových oscilogramů k virtuální realitě.
  6. Estetické funkce I: Od sinu a cosinu k superformuli.
  7. Estetické funkce II: Generovaná grafika a rytmus algoritmů.
  8. Estetické proporce: Zlatý řez v matematice, umění a designu.
  9. Graftály: Systémy větvení a modely forem růstu přírody.
  10. Fraktály I: Iterované transformace a křivky vyplňující prostor.
  11. Matematické uzly: Od keltských motivů k algoritmickým sochám.
  12. Ornamenty a mozaiky I: Symetrie, periodické mozaiky a zámkové ornamenty.
  13. Exaktní estetika: Matematické hodnocení tvarů, barev a kompozice.

Projekt

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D.