Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Základy počítačové grafiky

IZGe Ak. rok 2016/2017 letní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Předmět není v tomto roce otevřen
Zavřít
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

Jazyk výuky

anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 13 hod. pc laboratoře, 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

51 zkouška, 20 půlsemestrální test, 29 projekty

Zajišťuje ústav

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

    Subject specific knowledge and abilities:
  • Student acquaints with the basic principles of plane (2D) and space (3D) computer graphics.
  • He/she learns the fundamentals of using main graphical programming interfaces, Win32 API and OpenGL.
  • He/she acquaints with the 2D algorithms for line objects rasterisation, trimming and closed regions filling.
  • He/she acquaints with the 3D algorithms for objects 3D objects transformations, visibility solution, lighting, shading and texturing.
  • He/she learns the fundamentals of 3D scenes photorealistic visualization.
  • He/she learns the fundamental of 3D objects geometry representations.
  • He/she acquaints with signal image processing and antialiasing.
  • He/she learns practical implementation of vector and raster based graphical applications.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

  • Student se naučí řešit jednoduché problémy, individuálně i v týmu, formou domácích úkolů.
  • Zdokonalí se v praktickém užívání programátorských a ladících nástrojů jakož i v praktickém užívání programovacího jazyků C/C++.

Cíle předmětu

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.

Literatura studijní

  • Žára, J., Beneš, B., Felkel, P., Moderní počítačová grafika, ComputerPress, 1999
  • Žára, J., Počítačová grafika - principy a algoritmy, GRADA, 1992
  • Materiály k přednáškám "Základy počítačové grafiky", http://www.fit.vutbr.cz/study/course-l.php?id=92

Literatura referenční

  • Foley, J., D., et al., Computer Graphics: Principles and Practise, Addison-Wesley, 1992
  • Watt, A., 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, 1993
  • Watt, A., Watt, M., Advanced Animation and Rendering Techniques: Theory and Practise, Addison-Wesley, 1992
  • Watt, A., Policarpo, F., The Computer Image, Addison-Wesley, 1998
  • Thalmann, N., M., Thalmann, D., Computer Animation: Theory and Practise (Second Revised Edition), Springer-Verlag, 1990

Osnova přednášek

  • Úvod do současné počítačové grafiky, základní principy zobrazování (rastrový / vektorový).
    Barevný obraz a barevné modely.
    Redukce barevneho prostoru, monochromatický obraz.
  • Generování základních objektů v rastru.
    Vyplňování uzavřených oblastí.
  • Ořezání ve 2D.
  • Transformace ve 2D a 3D.
  • Křivky v počítačové grafice.
  • Reprezentace 3D objektů.
  • Řešení viditelnosti 3D objektů.
  • Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch.
    Raytracing a radiosita.
  • Textury a texturování, fraktály.
  • Obraz jako vícerozměrný signál, antialiasing.
  • Základní principy grafických API.
  • Základy OpenGL I.
  • Základy OpenGL II.

Osnova numerických cvičení

  • Úvod do cvičení (prostředí GLUT, nástroje, kompilace). 
  • Grafické formáty, redukce barevného prostoru obrazu.
  • Generování základních objektů v rastru.
  • Zobrazování 2D spline křivek.
  • Vyplňování uzavřených objektů ve 2D.
  • 3D transformace.
  • Základy OpenGL.

Osnova ostatní - projekty, práce

Tématické domácí úlohy řešené samostatně, v návaznosti na cvičení.

Průběžná kontrola studia

  • 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
Nahoru