Detail předmětu
Computer Graphics Principles
FEKT-CIZGAk. rok: 2019/2020
Přehled základních principů počítačové grafiky (vektorová, rastrová) a jejich důsledků pro tvorbu reálných grafických aplikace. Specifikace základních operací rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky. Specifikace principů a použití hlavních grafických rozhraní, Win32 API a OpenGL. 2D metody a algoritmy pro: rasterizaci úseček, kružnic a křivek (Bezier, B-spline, NURBS), ořezávání čárových objektů, vyplňování vektorových i rastrových uzavřených oblastí. 3D metody a algoritmy pro: transformaci objektů, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování, texturování. Metody fotorealistického zobrazení 3D scén. Metody geometrické reprezentace 3D objektů. Zpracování obrazu jako vícerozměrného signálu, antialiasing.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Vědomosti a dovednosti orientované na předmět:
- Studenti porozumí základním principům rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky.
- Porozumí základním principům a použití hlavních grafických rozhraní, Win32 API a OpenGL.
- Seznámí se s 2D algoritmy pro rasterizaci a ořezávání objektů a vyplňování oblastí.
- Seznámí se s 3D algoritmy pro transformaci 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.
Prerekvizity
Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.
Doporučená nebo povinná literatura
Žára, J., Beneš, B., Felkel, P., Moderní počítačová grafika, ComputerPress, 1999
Materiály k přednáškám "Základy počítačové grafiky"
Foley, J., D., et al., Computer Graphics: Principles and Practise, Addison-Wesley, 1992
Watt, A., 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, 1993
Watt, A., Policarpo, F., The Computer Image, Addison-Wesley, 1998
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Metody vyučování zahrnují přednášky, laboratorní cvičení a počítačová cvičení. Součástí je projekt a prezentace výsledků v power pointu. Předmět využívá e-learning (Moodle).
Způsob a kritéria hodnocení
- Opravované domácí úlohy, 6 x 5 bodů - 30 bodů
- Půlsemestrální písemná zkouška - 20 bodů
- Závěrečná písemná zkouška - 50 bodů
- Hranice pro úspěšnou zkoušku podle pravidel ECTS - 50 bodů
Jazyk výuky
angličtina
Osnovy výuky
1. Úvod do současné počítačové grafiky, základní principy zobrazování (rastrový / vektorový). Barevný obraz a barevné modely. Redukce barevneho prostoru, monochromatický obraz.
2. Generování základních objektů v rastru. Vyplňování uzavřených oblastí.
3. Ořezání ve 2D.
4. Transformace ve 2D a 3D.
5. Křivky v počítačové grafice.
6. Reprezentace 3D objektů.
7. Řešení viditelnosti 3D objektů.
8. Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch. Raytracing a radiosita.
9. Textury a texturování, fraktály.
10. Obraz jako vícerozměrný signál, antialiasing.
11. Základní principy grafických API.
12. Základy OpenGL I.
13. Základy OpenGL II.
Cíl
Základní charakteristika podle ECTS:
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 grafických rozhraní, Win32 API a OpenGL. Naučit se je implementovat a používat v reálných grafických aplikacích.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.