Detail předmětu
Počítačová grafika
FIT-PGRAk. rok: 2020/2021
Grafická knihovna OpenGL - reprezentace dat, základy vykreslování, vykreslování grafických primitiv, vlastnosti grafických primitiv, nastavení kamery, materiály, osvětlení, texturování, MIP maping, filtrace, rendering s využitím OpenGL, textury (generování textur, procedurální textury, speciální textury a texturování), zobrazování objemových dat,
vyšší metody sledování paprsku, pokročilé metody radiozity, 2D vektorový a rastrový morfing, globální viditelnost, virtuální realita, simulace a vizualizace částicových systémů, volné deformace, animace měkkých objektů, animace kloubových soustav.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Studenti se naučí teoretickým východiskům prostorové počítačové grafiky. Seznámí se s nástroji pro modelování grafických scén. Naučí se omezení pro modelování fyzikálních jevů přo šíření světla v počítačové grafice. Naučí se též podstatě moderních algoritmů a metod prostorové počítačové grafiky. Seznámí se i s možnostmi algoritmů moderní počítačové animace. Naučí se strukturu a způsob použití knihovny OpenGL. Získají praktické dovednosti pro vytváření aplikací s využitím počítačové grafiky a počítačové animace.
Studenti se naučí řešit týmové projekty. Zdokonalí se v praktickém užívání programátorských a ladících nástrojů jakož i v praktickém užívání programovcího jazyka C/C++.
Prerekvizity
Základní znalost programování v C/C++, základní principy počítačové grafiky (vektorová, rastrová), základní operace rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky, principy použití hlavních grafických rozhraní, metody a algoritmy pro rasterizaci úseček, kružnic a křivek, vyplňování uzavřených oblastí, metody a algoritmy pro transformaci objektů, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování, texturování.
Doporučená nebo povinná literatura
Watt, A., Watt, M.: Advanced Animation and Rendering Techniques, Addison-Wesley 1992, USA, ISBN 0-201-54412-1
Foley, J.D., Van Dam, A.: Fundamentals of Interactive Computer Graphics, Addison-Wesley 1983, USA, ISBN 0-201-14468-9
Graham Sellers , Richard S Wright Jr., et al.: OpenGL Superbible: Comprehensive Tutorial and Reference (7th Edition), Addison-Wesley Professional; 7 edition (July 31, 2015), ISBN 978-0672337475
Frank Luna: Introduction to 3D Game Programming with DirectX 12, Mercury Learning & Information; Pap/DVD edition (March 24, 2016), ISBN: 978-1942270065
Steven J. Gortler: Foundations of 3D Computer Graphics (The MIT Press), The MIT Press (July 13, 2012), ISBN: 978-0262017350
Eric Lengyel: Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics, Third Edition, Cengage Learning PTR; 3rd edition (June 2, 2011), ISBN: 978-1435458864
John F. Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice (3rd Edition), Addison-Wesley Professional; 3 edition (July 20, 2013), ISBN: 978-0321399526
Způsob a kritéria hodnocení
- Půlsemestrální test - až 7 bodů
- Bodovaná počítačová cvičení - až 12 bodů
- Individuální projekt - až 30 bodů
- Písemná zkouška - až 51 bodů, min. zisk 20 bodů
Jazyk výuky
čeština, angličtina
Cíl
Naučit se teoretickým východiskům prostorové počítačové grafiky. Seznámit se s nástroji pro modelování grafických scén. Naučit se omezení pro modelování fyzikálních jevů přo šíření světla v počítačové grafice. Naučit se podstatě moderních algoritmů a metod prostorové počítačové grafiky. Seznámit se s možnostmi algoritmů moderní počítačové animace. Naučit se strukturu a způsob použití knihovny OpenGL. Získat praktické dovednosti pro vytváření aplikací s využitím počítačové grafiky a počítačové animace.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Půlsemestrální test, bodovaná počítačová cvičení a individuální projekt.
Pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 20 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body. Zameškané cvičení je možné nahradit v jiném termínu cvičení s týmž tématem.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program IT-MGR-2 magisterský navazující
obor MBS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MBI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MIN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MMI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MMM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MPV , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
obor MSK , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný - Program MITAI magisterský navazující
specializace NBIO , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISD , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NISY , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NIDE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NCPS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSEC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NMAT , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NNET , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NVIZ , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
specializace NSEN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NMAL , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NHPC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NVER , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NEMB , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NADE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
specializace NSPE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný - Program IT-MGR-2 magisterský navazující
obor MIS , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
obor MGM , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný - Program MITAI magisterský navazující
specializace NGRI , 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
39 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Grafická knihovna OpenGL - reprezentace dat, základy vykreslování
- Grafická knihovna OpenGL - vykreslování grafických primitiv, vlastnosti grafických primitiv, nastavení kamery
- Grafická knihovna OpenGL - materiály, osvětlení
- Grafická knihovna OpenGL - texturování, MIP maping, filtrace
- Grafická knihovna OpenGL - pokročilé techniky, shadery
- Globální viditelnost; Level of Detail
- Zobrazování a zpracování objemových dat
- Realistické zobrazování - Ray Tracing
- Realistické zobrazování - Radiozita, Částicové metody, Sledování cest
- Textury (generování textur, procedurální textury, speciální textury a texturování)
- Body jako elementy scény
- 2D vektorový a rastrový morphing; Animace - částicové systémy
- Virtuální a rozšířená realita
Cvičení na počítači
6 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- 2D kreslení, 3D objekty, Nastavení kamery
- Stínování, Osvětlení, Materiály, Texturování
- Animace, Selection buffer, Stencil buffer
Projekt
7 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Individuálně zadávané projekty / Týmové projekty