Název:

Základy počítačové grafiky

Zkratka:IZG
Ak.rok:2018/2019
Semestr:letní
Studijní plán:
ProgramOborRočníkPovinnost
IT-BC-3BIT2.povinný
Vyučovací jazyk:čeština
Informace pro zapsané:http://www.fit.vutbr.cz/study/courses/IZG/private/
Kredity:6 kreditů
Ukončení:zápočet+zkouška (písemná)
Výuka:
hod./sempřednáškasem./cvič.lab. cvič.poč. cvič.jiná
Rozsah:39001214
 zkouškatestycvičenílaboratořeostatní
Body:521201818
Garant:Španěl Michal, Ing., Ph.D. (UPGM)
Zástupce garanta:Milet Tomáš, Ing. (UPGM)
Přednášející:Milet Tomáš, Ing. (UPGM)
Španěl Michal, Ing., Ph.D. (UPGM)
Cvičící:Bobák Petr, Ing. (UPGM)
Brejcha Jan, Ing. (UPGM)
Milet Tomáš, Ing. (UPGM)
Tomešek Jan, Ing. (UPGM)
Fakulta:Fakulta informačních technologií VUT v Brně
Pracoviště:Ústav počítačové grafiky a multimédií FIT VUT v Brně
Nahrazuje:
Základy počítačové grafiky (ZPG), UPGM
Rozvrh:
DenVýukaTýdenMístnostOdDoPSKSk-odSk-do
Útpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:502BIA
Útpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:502BIB
Útpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:503BIT
Útpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:501BIA
Útpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:501BIB
Stpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0013:501BIA
Stpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0013:501BIB
Stpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0013:502BIA
Stpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0013:502BIB
Stpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0013:503BIT
Čtpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:501BIA
Čtpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:501BIB
Čtpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:502BIA
Čtpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:502BIB
Čtpoč. lab - IZG cvičenívýukyO20408:0015:503BIT
ČtpřednáškavýukyE10410:0012:501BIAxxxx
ČtpřednáškavýukyE10410:0012:501BIBxxxx
ČtpřednáškavýukyE10410:0012:502BIA
ČtpřednáškavýukyE10410:0012:503BITxxxx
ČtpřednáškavýukyE10510:0012:501BIAxxxx
ČtpřednáškavýukyE10510:0012:501BIBxxxx
ČtpřednáškavýukyE10510:0012:502BIA
ČtpřednáškavýukyE10510:0012:503BITxxxx
ČtpřednáškavýukyE11210:0012:501BIAxxxx
ČtpřednáškavýukyE11210:0012:501BIBxxxx
ČtpřednáškavýukyE11210:0012:502BIA
ČtpřednáškavýukyE11210:0012:503BITxxxx
ČtpřednáškavýukyE10415:0017:501BIAxxxx
ČtpřednáškavýukyE10415:0017:501BIBxxxx
ČtpřednáškavýukyE10415:0017:502BIB
ČtpřednáškavýukyE10415:0017:503BITxxxx
ČtpřednáškavýukyE10515:0017:501BIAxxxx
ČtpřednáškavýukyE10515:0017:501BIBxxxx
ČtpřednáškavýukyE10515:0017:502BIB
ČtpřednáškavýukyE10515:0017:503BITxxxx
ČtpřednáškavýukyE11215:0017:501BIAxxxx
ČtpřednáškavýukyE11215:0017:501BIBxxxx
ČtpřednáškavýukyE11215:0017:502BIB
ČtpřednáškavýukyE11215:0017:503BITxxxx
poč. lab - IZG cvičenívýukyO20412:0015:501BIA
poč. lab - IZG cvičenívýukyO20412:0015:501BIB
poč. lab - IZG cvičenívýukyO20412:0015:502BIA
poč. lab - IZG cvičenívýukyO20412:0015:502BIB
poč. lab - IZG cvičenívýukyO20412:0015:503BIT
 
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 2D a 3D grafických rozhraní. Naučit se získané znalosti implementovat a používat v reálných grafických aplikacích.
Anotace:
  Přehled základních principů počítačové grafiky (vektorová, rastrová) a jejich důsledků pro tvorbu reálných grafických aplikací. Specifikace základních operací rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky. Specifikace principů a použití hlavních grafických rozhraní. Metody a algoritmy pro: rasterizaci úseček, kružnic a křivek (Bezier, NURBS), ořezávání polygonů, vyplňování vektorových i rastrových uzavřených oblastí. Metody a algoritmy pro: transformaci objektů ve 2D a 3D, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování, texturování. Základní principy metod fotorealistického zobrazení 3D scén. Metody geometrické reprezentace 3D objektů. Problematiku vzniku aliasu a metody jeho odstranění.
Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti:
  
  • Je nezbytné mít základní znalosti programování v jazyku C.
Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu:
  
  • Studenti porozumí základním principům rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky.
  • Studenti porozumí základním principům a použití hlavních grafických rozhraní.
  • Seznámí se s 2D algoritmy pro rasterizaci a ořezávání objektů a vyplňování oblastí.
  • Seznámí se s 3D algoritmy pro transformace objektů, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování a texturování.
  • Seznámí se s metodami pro fotorealistické zobrazení 3D scén.
  • Seznámí se s metodami geometrické reprezentace 3D objektů.
  • Porozumí principům vzniku aliasu a metodám 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++.
Proč je předmět vyučován:
  S počítačovou grafikou se dnes setkáváme dennodenně od sledování filmů a hraní her (3D modelování, vizualizace) až po grafická uživatelská rozhraní. Grafické vyjádření je totiž velmi efektivní způsob předání informace mezi počítačem a člověkem.
Ať už se počítačové grafice budete věnovat na plno, nebo jen občas budete potřebovat 'něco vykreslit', je důležité pochopit základní principy a metody grafiky z pohledu programátora.
Ano, existuje množství grafických knihoven, které Vám usnadní práci, ale bez těchto základních znalostí s nimi efektivně pracovat nelze.
Přednášky se tak věnují teoretické stránce algoritmů a metod 2D i 3D grafiky (jak to funguje, co je problém, jak to řešit, atd.) a cvičení společně s projektem se věnují praktické implementaci přednášených algoritmů a metod (jak se to dělá, jak se to napíše, atd.).

Osnova přednášek:
 
  1. Rastrová a vektorová grafika. Barvy a barevné modely. Redukce barevného prostoru, barevný a monochromatický obraz.
  2. Generování základních objektů v rastru.
  3. Antialiasing. Ořezání ve 2D.
  4. Vyplňování uzavřených oblastí.
  5. Transformace ve 2D a 3D.
  6. Základní principy 2D grafických API, minimalistické 2D kreslítko.
  7. Křivky v počítačové grafice.
  8. Základy vykreslování 3D scény, 3D transformace a projekce.
  9. Reprezentace 3D objektů.
  10. Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch. Úvod do OpenGL.
  11. Řešení viditelnosti 3D objektů.
  12. Textury a texturování. Moderní počítačová grafika a 3D grafická API.
  13. Základy fotorealistického zobrazování, raytracing a radiozita.
Osnova počítačových cvičení:
 
  1. Grafické formáty, redukce barevného prostoru obrazu.
  2. Generování základních objektů v rastru.
  3. Zobrazování 2D spline křivek.
  4. Vyplňování uzavřených objektů ve 2D.
  5. 3D transformace.
  6. Základy OpenGL.
Osnova ostatní - projekty, práce:
 Samostatně řešený projekt vztahující se k problematice předmětu.
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
  • Thalmann, N., M., Thalmann, D., Computer Animation: Theory and Practise (Second Revised Edition), Springer-Verlag, 1990
Literatura studijní:
 
  • Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P., Žára, J.: Moderní počítačová grafika, 2. vydání, ComputerPress, 2005
  • Lengyel, E.: Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics, Third Edition, 3rd Edition, 2012
  • Materiály k přednáškám a video záznamy přednášek
Kontrolovaná výuka:
  
  • Bodovaný projekt studenti odevzdávají elektronicky prostřednictvím informačního systému a je hodnocen na konci semestru.
  • Počítačová cvičení jsou hodnocena v jejich průběhu.
  • Písemná půlsemestrální a závěrečná písemka.
  • V odůvodněných případech lze cvičení nahradit v jiném, než zapsaném termínu a půlsemestrální zkoušku rozšířením závěrečné zkoušky.
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 půsemestrální písemky. Pokud však bude odhalena nedovolená spolupráce na projektech (plagiátorství), zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.
 

Vaše IPv4 adresa: 54.196.161.252
Přepnout na IPv6 spojení

DNSSEC [dnssec]