Detail předmětu

Grafické a multimediální procesory

FEKT-MGMPAk. rok: 2012/2013

Barevné modely a barevné prostory. Reprezentace obrazu, vzorkování a kvantování organizace obrazové paměti. Principy a algoritmy 2D/3D modelování. Geometrické transformace. Osvětlování, stínování, viditelnost. Mapování a komprese textur, pixelové interpolace. Kvantování. Fourierova, kosinová a waveletová transformace. Huffmanovo kódování, LZ77, 78. JPEG, JPEG2000. Predikční kódování. Podpásmové kódování a vektorové kvantování. Multimediální rozšiřování instrukčního souboru, technologie SIMD. Graphic pipeline, vertex a pixel shadery, architektury moderních GPU, GPGPU, CUDA. Paralelizace. Standardy pro kódování zvuku s redukcí dat.

Výsledky učení předmětu

Studenti získají znalosti z oblasti počítačové grafiky a budou ovládat implementaci grafických a multimediálních operací v jazyce OpenGL.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

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)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Řešení zadaného projektu 20 bodů
Test ve cvičeních 12 bodů
Úlohy ve cvičeních 8 bodů
Zkouška 60 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.
Huffmanovo kódování, LZ77, LZW, JPEG, JPEG2000, SPIHT. Predikční kódování.
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.
Standardy pro kódování zvuku s redukcí dat, subpásmové a percepční kódování, principy. MPEG-1 Audio, MPEG-2 Audio BC, AAC, AC-3, SBR, MPEG Surround, MPEG-4 Audio.

Cíl

Seznámit studenty s obvodovou podporou a implementací grafických a multimediálních operací, a dále s využitím jazyka 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 EEKR-M magisterský navazující

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

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

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

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor