Detail předmětu

Základy počítačové grafiky

FIT-IZGAk. rok: 2010/2011

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Přemysl Kršek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačové grafiky a multimédií (UPGM)

Výsledky učení 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.

  • 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++.

Prerekvizity

Nejsou žádné prerekvizity.

Způsob a kritéria hodnocení

Výuka není kontrolována.

Osnovy výuky

  • 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.

Učební cíle

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.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

  • Opravované domácí úlohy, 6 x 5 bodů - 30 bodů
  • Půlsemestrální písemka - 18 bodů
  • Závěrečná písemná zkouška - 52 bodů
  • Hranice pro úspěšné absolvování předmětu podle pravidel ECTS - 50 bodů

Základní literatura

Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P., Žára, J.: Moderní počítačová grafika, 2. vydání, ComputerPress, 2005 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 2. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Přemysl Kršek, Ph.D.

Osnova

  • 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.

Cvičení na počítači

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Přemysl Kršek, Ph.D.

Projekt

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Přemysl Kršek, Ph.D.