Detail předmětu

Základy počítačové grafiky

IZG Ak. rok 2006/2007 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

50 zkouška, 20 půlsemestrální test, 30 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Seeman Michal, Ing., Ph.D. (UPGM FIT VUT)
Šiler Ondřej, Ing. (UPGM FIT VUT)
Španěl Michal, Ing., Ph.D. (UPGM FIT VUT)
Štancl Vít, Ing. (UPGM FIT VUT)
Švub Miroslav, Ing. (UPGM FIT VUT)
Venera Jiří, Ing. (UPGM FIT VUT)

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

Podmínky zápočtu

Pro získání zápočtu a tím pro připuštění ke zkoušce musí student získat celkově nejméně 15 bodů dohromady z projektů (domácích úkolů) 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