Detail předmětu

Pokročilá počítačová grafika (v angličtině)

FIT-PGPaAk. rok: 2019/2020

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").

Garant předmětu

prof. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačové grafiky a multimédií (UPGM)

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

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.

Literatura

  • Články IEEE, ACM, Wikipedie
  • 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 

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

Způsob a kritéria hodnocení

Domácí úlohy, půlsemestrální test, individuální projekt.

Jazyk výuky

angličtina

Cíl

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MBI , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MIN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MMM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MGM , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MGMe , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MPV , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    obor MSK , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NBIO , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISD , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NISY , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NIDE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NCPS , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAT , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NNET , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVIZ , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSEN , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NMAL , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NHPC , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NVER , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NEMB , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NADE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný
    specializace NSPE , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, volitelný

  • Program IT-MGR-1H magisterský navazující

    obor MGH , libovolný ročník, zimní semestr, 5 kreditů, doporučený

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NGRI , 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vítězslav Beran, Ph.D.
doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c.

Osnova

  1. Introduction, limits of computer graphics, physics reminders/Úvod, omezení počítačové grafiky, připomínka fyziky (Zemčík 25.9. slajdy/slides)
  2. Advanced work with shaders/Pokročilá práce se shadery, Frame Buffer, Teselation, Compute Shader (Milet 2.10. slajdy/slides FitGL)
  3. Optimization of ray tracing/optimalizace sledování paprsku (Zemčík 9.10. ray tracing program pray slajdy/slides)
  4. Visibility, shadow maps, shdow volumes, real-time global illumination/Výpočty viditelnosti, stínové mapy, stínová tělesa, real-time globální osvětlení I (Milet, 16.10. slajdy/slides)
  5. Visibility, shadow maps, shdow volumes, real-time global illumination/Výpočty viditelnosti, stínové mapy, stínová tělesa, real-time globální osvětlení II (Milet, 23.10. slajdy/slides)
  6. Advanced Gl/Pokročilé metody GI (T. Lysek 30.10.slajdy/slides)
  7. CUDA and OpelCL/CUDA a OpenCL (Kula, 6.11. slajdy/slides)
  8. Physically based shading, Anti Aliasing (Starka 13.11. slajdy/slidesslajdy/slides)
  9. Large scenes/Rozsáhlé scény, level of detail (Starka lod velké scény/large scenes, 20.11.)
  10. Test, Rendering of scenes with high dynamic range - HDR/Zobrazování scén s vysokým dynamickým rozsahem - HDR, (Čadík 27.11. slajdy/slides)
  11. Pokročilé metody realistického zobrazování/Efektivní řazení a hledání v renderovacích algoritmech/Efficient Sorting and Searching in Rendering Algorithms (guest V. Havran slajdy/slides, updated slides ČVUT v Praze, 4.12.)
  12. Animation of skeletal structures/Animace kloubních soustav, "motion capture" (guest M. Fědor 11.12.)
  13. Virtual and augmented reality, conclusions/Virtuání a rozšířená realita, závěr (Beran, Zemčík, 18.12. slajdy/slides)

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

NOTE: The topics and dates are just FYI, not guaranteed,  and will be continuously updated.

Projekt

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Tomáš Milet, Ph.D.

Osnova


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.