Detail předmětu

Moderní počítačová grafika

FEKT-MGMPAk. rok: 2019/2020

Předmět se věnuje počítačové grafice a modelování. Cílem je představit modelování scén počítačem jak po teoretické tak po praktické stránce. Témata pokrývají široký rozsah od barevných modelů přes teorii 3D modelování pomocí polynomů až po implementaci na konkrétních procesorech, včetně paralelizace a využití možností GPU.

Výsledky učení předmětu

V rámci přednášek studenti získají znalosti z oblasti počítačové grafiky teoretického charakteru a cvičení slouží k praktickým zkušenostem - implementace výpočtů a modelování pomocí knihovny OpenGL a specializovaných technologií Intel.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia Teleinformatika. Znalost zpracování signálu výhodou.

Doporučená nebo povinná literatura

Rao K.R., Hwang J.J.: Techniques & Standards for Image, Video & Audio Coding, Prentice Hall, 1996 (EN)
Heath, S. Multimedia & Communications Technology. Oxford: Focal Press, 1996. ISBN 0-240-51460-2 (EN)
Žára, Beneš, Sochor, Felkel: Moderní počítačová grafika. Druhé vydání. Computer Press, 2005. ISBN 80-251-0454-0 (CS)
Fraser, Murphy, Bunting: Správa barev. Computer Press, 2003. ISBN 80-722-6943-7 (CS)
Sayood, K.: Data Compression, 2nd ed. Academic Press, 2000. ISBN 1-55860-558-4 (EN)
Hanzo, L. Cherriman, P., Streit, J.: Video Compression and Communications, 2nd ed. John Wiley & Sons, Ltd, 2007. ISBN 978-0-470-51849-6 (EN)
Foley J.D., van Dam A., Feiner S.K., Hughes J.F.: Computer Graphics, Principles and Practice, Addison Wesley, 1990 (EN)
Smékal, Z., Sysel, P. Signálové procesory. Sdělovací technika, Praha, 2006. ISBN 80-86645-08-8. (CS)
Coelho, R., Hawash, M.: DirectX, RDX, RSX, and MMX Technology. Addison Wesley, 1998. ISBN 0-201-30944-0 (EN)
Kaufman, Rendering, Visualization and Rasterization Hardware. Springer-Verlag, 1993. ISBN 3-540-56787-9 (EN)
Leiterman, J. C.: Learn Vertex and Pixel Shader Programming with DirectX 9. Wordware Publishing, Inc., 2004. ISBN 1-55622-287-4 (EN)
RAJMIC, P.; SCHIMMEL, J. Moderní počítačová grafika. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2013. ISBN: 978-80-214-4906- 0.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Řešení zadaného projektu: max. 20 bodů
Test ve cvičeních_ max. 12 bodů
Úlohy ve cvičeních: max. 8 bodů
Zkouška: max. 60 bodů, minimum 20 bodů

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

Barevné modely a barevné prostory.
Obraz a jeho reprezentace, vzorkování a kvantování.
Organizace obrazové paměti, zobrazovací režimy.
Fourierova, kosinová a waveletová transformace.
Principy 2D grafiky, křivky a jejich vlastnosti, algoritmy rasterizace.
Principy 3D grafiky, plochy a jejich vlastnosti.
Geometrické transformace scény v homogenních souřadnicích.
Osvětlování, stínování, viditelnost.
Mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
RLE, Huffmanovo kódování, LZ77, LZW, predikční kódování, JPEG, JPEG2000, SPIHT.
Formáty čísel, aritmetika procesoru.
Multimediální procesory a rozšiřování instrukčního souboru, proudové zpracování instrukcí, cache, technologie SIMD. Technologie MMX, 3DNow!, SSE, Altivec.
Graphic pipeline, vertex a pixel shadery. Architektury moderních GPU. GPU jako paralelní systém. CUDA.

Cíl

Seznámit studenty s 3D modelováním počínaje definicí objektů až po implementaci na grafických a multimediálních procesorech, a dále s využitím knihovny OpenGL k zpracování obrazové informace. Využití moderních technologií Intel pro implementaci zpracování multimediálních signálů.

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

přednášky jsou nepovinné
počítačová cvičení jsou povinná
odevzdání samostatného projektu je povinné

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IBEP-V magisterský navazující

    obor V-IBP , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program AUDIO-P magisterský navazující

    obor P-AUD , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný mimooborový

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-TIT , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

  • Program IBEP-V magisterský navazující

    obor V-IBP , 2. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor