Detail předmětu

Grafické a multimediální procesory

FEKT-LGMPAk. rok: 2011/2012

Organizace obrazové paměti. Barevné modely a prostory. Principy a algoritmy 2D/3D modelování. Geometrické transformace. Osvětlování, stínování, viditelnost. Mapování a komprese textur, pixelové interpolace. Kvantování. Fourierova, kosinová a waveletová transformace. Huffmanovo kódování, LZ77, 78. JPEG, JPEG2000. Predikční kódování. Podpásmové kódování a vektorové kvantování. Multimediální rozšiřování instrukčního souboru, technologie SIMD. Graphic pipeline, vertex a pixel shadery, architektury moderních GPU, GPGPU, CUDA. Paralelizace. Standardy pro kódování zvuku s redukcí dat.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají znalosti z oblasti počítačové grafiky a budou ovládat implementaci grafických a multimediálních operací v jazyce OpenGL.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Samostatné úkoly 40 bodů
Zkouška 60 bodů

Osnovy výuky

Historie, základní pojmy, organizace obrazové paměti, standardní zobrazovací režimy.
Barevné modely a barevné prostory.
Obraz a jeho reprezentace, vzorkování a kvantování, Fourierova, kosinová a waveletová transformace.
Principy 2D grafiky, křivky a jejich vlastnosti, algoritmy rasterizace.
Principy 3D grafiky, plochy a jejich vlastnosti.
Geometrické transformace scény v homogenních souřadnicích.
Osvětlování, stínování, viditelnost.
Mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
Huffmanovo kódování, LZ77, LZW, JPEG, JPEG2000, SPIHT. Predikční kódování.
Formáty čísel, aritmetika procesoru. Multimediální procesory a rozšiřování instrukčního souboru, proudové zpracování instrukcí, cache, technologie SIMD. Technologie MMX, 3DNow!, SSE, Altivec.
Graphic pipeline, vertex a pixel shadery. Architektury moderních GPU. GPU jako paralelní systém. CUDA.
Standardy pro kódování zvuku s redukcí dat, subpásmové a percepční kódování, principy. MPEG-1 Audio, MPEG-2 Audio BC, AAC, AC-3, SBR, MPEG Surround, MPEG-4 Audio.

Učební cíle

Seznámit studenty s obvodovou podporou a implementací grafických a multimediálních operací, a dále s využitím jazyka OpenGL k zpracování obrazové informace. Využití moderních technologií Intel pro implementaci zpracování multimediálních signálů.

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

přednášky jsou nepovinné
počítačová cvičení jsou povinná
odevzdání samostatného projektu je povinné

Základní literatura

Žára, J., Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P. Moderní počítačová grafika. 2. přepracované vydání. Brno: Computer Press, 2004. 609 s. ISBN 80-251-0454-0 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-TIT , 2 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.
prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Osnova

Barevné modely, 2D grafika.
3D grafika, složitost, grafické akcelerátory.
Obrazová paměť, grafické procesory.
Paralelizace geometrického a rasterizačního stupně.
Architektura SGI, mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
Kvantování a predikční kódování.
Kosinová a waveletová transformace.
Kompenzace pohybu, podpásmové kódování.
Huffmanovo a aritmetické kódování, RLE.
Komprese dat, LZ 77, LZ 78, Burrows-Wheelerova transformace.
JPEG, ITU-T H.261, MPEG-1.
MPEG-2, -4, -7.
Multimediální procesory, instrukční soubory. Hrací konzoly.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Hasmanda

Osnova

Úvod do OpenGL a GLUT.
2D Grafika, display listy.
Transformace, úvod do 3D grafiky.
Animace, fog.
Texturování, mipmapping.
Bezierovy plochy.
NURBS a quadriky.