Course detail

Pokročilá počítačová grafika (v angličtině)

FIT-PGPaAcad. year: 2021/2022

Reprezentace scény dynamické vizualizace, matematické a procedurální textury - generování, zobrazování a animace, zobrazování rozsáhlých scén v reálném čase, návrh a implementace animačního systému kloubových struktur, dynamika v počítačové animaci, animace měkkých objektů, animace mimiky a pohybu postav, speciální metody zobrazování ("nerealistické zobrazování").

Language of instruction

angličtina

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Offered to foreign students

Of all faculties

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s moderními metodami počítačové animace a počítačové grafiky pro pohyblivé a rozsáhlé scény. Naučí se i praktické realizaci vybraných algoritmů formou práce na projektu.
Studenti si procvičí týmovou práci na projektech, práci s literaturou a praktickou znalost jazyka C/C++ a jiných jazyků.

Prerequisites

Not applicable.

Co-requisites

Not applicable.

Planned learning activities and teaching methods

Not applicable.

Způsob a kritéria hodnocení

Domácí úlohy, půlsemestrální test, individuální projekt.

Osnovy výuky

  1. Introduction, limits of computer graphics, physics reminders/Úvod, omezení počítačové grafiky, připomínka fyziky (Zemčík 22.9.)
  2. Advanced work with shaders/Pokročilá práce se shadery, Frame Buffer, Teselation, Compute Shader (Milet 29.9.)
  3. Visibility, shadow maps, shdow volumes, real-time global illumination/Výpočty viditelnosti, stínové mapy, stínová tělesa, real-time globální osvětlení I (Milet, 6.10.)
  4. Visibility, shadow maps, shdow volumes, real-time global illumination/Výpočty viditelnosti, stínové mapy, stínová tělesa, real-time globální osvětlení II (Milet, 13.10.)
  5. Optimization of ray tracing/optimalizace sledování paprsku (Zemčík 20.10. ray tracing program pray)
  6. Advanced Gl/Pokročilé metody GI (Vlnas 27.10.)
  7. CUDA and OpelCL/CUDA a OpenCL (Kula, 3.11.)
  8. Physically based shading, Anti Aliasing (Starka 10.11.)
    (Note: no lecture on 17.11.)
  9. Large scenes/Rozsáhlé scény, level of detail (Starka, 24.11.)
  10. Test, Rendering of scenes with high dynamic range - HDR/Zobrazování scén s vysokým dynamickým rozsahem - HDR, (Čadík 1.12.)
  11. Guest lecture/přednáška hosta: Animation of skeletal structures/ Animace kloubních soustav, "motion capture" (guest M. Fědor) or/nebo Pokročilé metody realistického zobrazování/Advanced methods of realistic rendering (guest V. Havran, ČVUT v Praze, 8.12.)
  12. Virtual and augmented reality, conclusions/Virtuání a rozšířená realita, závěr (Beran, Zemčík, 15.12.)

Work placements

Not applicable.

Učební cíle

Seznámit se s moderními metodami počítačové animace a počítačové grafiky pro pohyblivé a rozsáhlé scény. Naučit se praktické realizaci vybraných algoritmů formou práce na projektu.

Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences

Not applicable.

Recommended optional programme components

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Basic literature

Články IEEE, ACM, WikipedieThalmann, N., M., Thalmann, D., Interactive Computer Animation, Prentice Hall, 1996, ISBN 0-13-518309-X Moeller, T., Haines, E., Real-time Rendering, AK Peters, 1999, ISBN 1569911012 

Recommended reading

Thalmann, N., M., Thalmann, D., Interactive Computer Animation, Prentice Hall, 1996, ISBN 0-13-518309-X
Moeller, T., Haines, E., Real-time Rendering, AK Peters, 1999, ISBN 1569911012 (currently available in 3rd edition: Real-time Rendering, 2008)
Papers IEEE, ACM, Wikipedia
Moeller, T., Haines, E., Real-time Rendering, AK Peters, 1999, ISBN 1569911012(currently available in 3rd edition: Real-time Rendering, 2008Tomas Akenine-Möller (Autor), Eric Haineshttps://www.amazon.de/Real-time-Rendering-Tomas-Akenine-M%C3%B6ller/dp/1568814240)
Žára, J.: Moderní počítačová grafika, Computer Press, 2004, ISBN: 978-80-251-0454-5
Marschner, S., Shirley, P.: Fundamentals of Computer Graphics, Fourth Edition, A. K. Peters, Ltd. Natick, MA, USA 2016 ISBN:1482229390 9781482229394

Classification of course in study plans

  • Programme IT-MGR-2 magisterský navazující

    branch MBI , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    branch MBS , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    branch MGM , 0 year of study, zimní semester, povinně volitelný
    branch MIN , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    branch MIS , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    branch MMM , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    branch MPV , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    branch MSK , 0 year of study, zimní semester, volitelný

  • Programme MITAI magisterský navazující

    specialization NADE , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NBIO , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NCPS , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NEMB , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NGRI , 2 year of study, zimní semester, povinný
    specialization NHPC , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NIDE , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NISD , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NMAL , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NMAT , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NNET , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NSEC , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NSEN , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NSPE , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NVER , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NVIZ , 0 year of study, zimní semester, volitelný

  • Programme IT-MGR-1H magisterský navazující

    branch MGH , 0 year of study, zimní semester, doporučený kurs

  • Programme IT-MGR-2 magisterský navazující

    branch MGMe , 0 year of study, zimní semester, povinně volitelný

  • Programme MITAI magisterský navazující

    specialization NISY do 2020/21 , 0 year of study, zimní semester, volitelný
    specialization NISY , 0 year of study, zimní semester, volitelný

Type of course unit

 

Přednáška

26 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Syllabus

  1. Introduction, limits of computer graphics, physics reminders/Úvod, omezení počítačové grafiky, připomínka fyziky (Zemčík 22.9. slajdy/slides)
  2. Advanced work with shaders/Pokročilá práce se shadery, Frame Buffer, Teselation, Compute Shader (Milet 29.9. slajdy/slides FitGL)
  3. Visibility, shadow maps, shdow volumes, real-time global illumination/Výpočty viditelnosti, stínové mapy, stínová tělesa, real-time globální osvětlení I (Milet, 6.10. slajdy/slides)
  4. Visibility, shadow maps, shdow volumes, real-time global illumination/Výpočty viditelnosti, stínové mapy, stínová tělesa, real-time globální osvětlení II (Milet, 13.10. slajdy/slides)
  5. Optimization of ray tracing/optimalizace sledování paprsku (Zemčík 20.10. ray tracing program pray slajdy/slides)
  6. Advanced Gl/Pokročilé metody GI (Vlnas 27.10.slajdy/slides)
  7. CUDA and OpelCL/CUDA a OpenCL (Kula, 3.11. slajdy/slides)
  8. Physically based shading, Anti Aliasing (Starka 10.11. slajdy/slidesslajdy/slides)
    (Note: no lecture on 17.11.)
  9. Test, Large scenes/Rozsáhlé scény, level of detail (Starka lod velké scény/large scenes, 24.11.)
  10. Rendering of scenes with high dynamic range - HDR/Zobrazování scén s vysokým dynamickým rozsahem - HDR, (Čadík 1.12. slajdy/slides)
  11. Guest lecture/přednáška hosta: Animation of skeletal structures/ Animace kloubních soustav, "motion capture" (guest M. Fědor) or/nebo Pokročilé metody realistického zobrazování/Advanced methods of realistic rendering (guest V. Havran slajdy/slides, ČVUT v Praze, 8.12.)
  12. Virtual and augmented reality, conclusions/Virtuání a rozšířená realita, závěr (Beran, Zemčík, 15.12. slajdy/slides)
NOTE: The topics and dates are just FYI, not guaranteed,  and will be continuously updated.

POZOR!!! Témata a data přednášek jsou orientační a budou v průběhu semestru aktualizována.

Projekt

26 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Syllabus


Samostatná projektová práce v předmětu je následující:
1. Domácí úlohy (5 běhů) na začátku semestru s tím, že úlohy jsou striktně individuální a platí pro ně "Pravidla pro vypracování projektů a úloh" (viz níže a viz též informaci k úlohám v IS)

2. Individuálně zadávané projekty (viz všechna pravidla níže a informace k projektům v IS).

Pravidla pro řešení projektů:

Projekty mohou řešit jednotlivci nebo skupiny nejvýše o 3 osobách. V případě vypracování projektu skupinou je třeba při odevzdání projektu přesně popsat role řešitelů v projektu. Projekt se typicky hodnotí stejně pro členy skupiny, ale je vyhrazena i možnost individuální hodnocení uvnitř skupiny odlišit. Je třeba odevzdat zdrojové texty, návod pro překlad a spuštění, zprávu v rozsahu cca 3 stran A4 a provést demonstraci. Programovací jazyk Je C/C++, pokud je specifikováno v zadání nebo po dohodě s učitelem případně jiný. Individuální vlastní zadání jsou vítána. V případě, že o individuální zadání máte zájem, přihlaste se na variantu "Vlastní zadání" a pošlete e-mail s návrhem zadání - další postup bude individuální.


Odevzdání projektů:

Odevzdání projektu bude probíhat elektronicky a bude doplněno povinnou demonstrací výsledků v prvním týdnu v lednu. Na odevzdání v jiném termínu hodinu nebude brán zřetel a povede k získání 0b (ve výjimečných případech se lze domluvit individuálně). Pokud pracujete ve skupině, je třeba se dostavit v plném počtu řešitelů.

Demonstrace je povinná a je možná až po elektronickém odevzdání. Prezentaci si připravte na max. 10 minut (na kvalitu demonstrace bude kladen velký důraz).

Do IS se odevzdává jeden *.zip se zdrojovými soubory, návodem pro překlad a spuštění, prezentací a dokumentací (při odevzdání binárních souborů ztráta 1/2 získaných bodů), max. velikost 2MB.

Při odevzdání podobných řešení bude může být počet bodů krácen nebo rozdělen mezi podobná řešení. Vyučující může individuálně určit rozdělení bodů.

Obecná pravidla vypracování projektů úloh:

Studenti ve své práci musí pracovat samostatně a tvůrčím způsobem. Za porušení této zásady se považuje zejména reverzní inženýrství (disasebmling, dekompilace a podobné postupy), kopírování příkladů řešení, hotových řešení nebo obdobných podkladů, které jsou zveřejněny nebo jsou studentům jinak dostupné (jedná se o kopírování celých řešení nebo jejich tak velkých částí, že jejich okopírování vede k funkčně shodnému nebo velmi obdobnému řešení zadání), společná práce na zadání ve skupinách tak, že její výsledky jsou potom odevzdávány jako řešení jednotlivce (jednotlivců), pokud to není v zadání přímo požadováno nebo povoleno (diskuse ve skupině a/nebo společné řešení dílčích částí je povoleno).

Studenti se musí zdržet jednání, které je v rozporu s dobrými mravy a které by mohlo vést k obcházení skutečného způsobu "řešení" zadání v duchu těchto zadání jimi samotnými nebo jinými studenty.

Pokud student(i) poruší výše uvedená pravidla, může mu hodnocení projektu být sníženo až na 0 bodů.