Detail předmětu

Základy počítačové grafiky

IZG Ak. rok 2010/2011 letní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

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

český

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

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

Bodové hodnocení

52 zkouška, 18 půlsemestrální test, 30 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Hulík Rostislav, Ing. (UPGM FIT VUT)
Jošth Radovan, Ing. (UPGM FIT VUT)
Maršík Lukáš, Ing. (UPGM FIT VUT)
Mrnuštík Michal, Ing. (UPGM FIT VUT)
Nečas Ondřej, Ing. (UPGM FIT VUT)
Přibyl Bronislav, Ing. (UPGM FIT VUT)
Svoboda Pavel, Ing., Ph.D. (UITS FIT VUT)
Ševcovic Jiří, Ing. (UPGM FIT VUT)
Šolony Marek, Ing., PhD. (UPGM FIT VUT)
Vaďura Jiří, Ing. (UPGM FIT VUT)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

  • 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.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

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

Cíle předmětu

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

Samostatně řešený projekt vztahující se k problematice předmětu.

Průběžná kontrola studia

  • Projekt - 18 bodů.
  • Plnění úkolů na cvičeních, 6 x 3 bodů - 18 bodů.
  • Půlsemestrální písemka - 12 bodů.
  • Závěrečná písemná zkouška - 52 bodů.
  • Minimum pro závěrečnou písemku je 20 bodů.
  • Hranice pro úspěšné absolvování předmětu podle pravidel ECTS - 50 bodů.

Podmínky zápočtu

Pro získání zápočtu a tím pro připuštění ke zkoušce musí student získat celkově nejméně 20 bodů dohromady z projektu, cvičení a půslemestrální písemky. Pokud však bude odhalena nedovolená spolupráce na projektech (plagiátorství), zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3, obor BIT, 2. ročník, povinný
Nahoru