Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Základy počítačové grafiky

IZG Ak. rok 2005/2006 letní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Přehled základních principů počítačové grafiky (vektorová, rastrová) a jejich důsledků pro tvorbu reálných grafických aplikace. Specifikace principů a použití hlavních grafických rozhraní, 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

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

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Vědomosti a dovednosti orientované na předmět:
  • 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 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.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

Je nezbytné mít základní znalosti programování v jazycich C/C++.

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, 2 edition, Addison-Wesley, 1996
  • Watt, A., 3D Computer Graphics, 3 edition, Addison-Wesley, 2000
  • 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

  1. Úvod do současné počítačové grafiky, základní principy zobrazování (rastrový / vektorový)
  2. Barevný obraz a barevné modely, redukce barevneho prostoru a monochromatický obraz
  3. Generování základních objektů v rastru a vyplňování uzavřených oblastí
  4. Ořezání ve 2D
  5. Transformace ve 2D a 3D
  6. Křivky v počítačové grafice
  7. Reprezentace 3D objektů
  8. Řešení viditelnosti 3D objektů
  9. Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch, raytracing a radiosita
  10. Textury a texturování
  11. Obraz jako vícerozměrný signál, antialiasing
  12. Základní principy grafických API
  13. Základy OpenGL I a II

Osnova numerických cvičení

  1. Úvod do cvičení (prostředí GLUT, nástroje, kompilace)
  2. Grafické formáty, redukce barevného prostoru obrazu
  3. Generování základních objektů v rastru
  4. Zobrazování 2D spline křivek
  5. Vyplňování uzavřených objektů ve 2D
  6. 3D transformace
  7. Základy OpenGL

Osnova ostatní - projekty, práce

Tématické domácí úlohy řešené samostatně, v návaznosti na cvičení.

Průběžná kontrola studia

Bodové hodnocení výsledků půlsemestrálního testu a vypracovaných projektů.

Kontrolovaná výuka

  • Půlsemestrální písemka (jeden řádný termín bez, možnost dodatečného psaní písemky v omluvených případech).
  • Vypracování a hodnocení domácích úkolů ze cvičení (odevzdávání v určených termínech, možnost dodatečného psaní písemky v omluvených případech).
  • Semestrální zkouška (řádný termín a dva opravné).

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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