Detail předmětu

Grafické a multimediální procesory

FIT-GMUAk. rok: 2013/2014

Barevné modely. Principy 2D/3D grafiky. Algoritmy počítačové grafiky a výpočetní náročnost. První a druhá generace grafických procesorů - TMS34010/20, TIGA, Trio64V+, Intel i860, Savage3D, Intel740, Permedia, RIVA TNT. Organizace obrazové paměti. Paralelizace geometrického stupně. Multiprocesorové rasterizační architektury - paralelizace obrazu a objektů. Mapování a komprese textur, pixelové interpolace. Grafické multiprocesory. GPGPU. Kvantování. Predikční kódování. Kosinová a waveletová transformace. Kompenzace pohybu a hybridní kódování. Podpásmové kódování a vektorové kvantování. Standardy pro přenos obrazů, videa a zvuku - JPEG, ITU-T H.261, MPEG-1, 2, 4, 7. Signálové procesory. Multimediální procesory - VLIW, Mpact, CyberPro. Multimediální rozšiřování instrukčního souboru x86 - MMX, SIMD. Hrací konzoly.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav počítačových systémů (UPSY)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s obvodovou podporou grafických a multimediálních operací a s programováním těchto operací v jazyku OpenCL a prostředím CUDA.

Prerekvizity

Nejsou žádné prerekvizity.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 2 vyučovací hodiny týdně, Cvičení na poč. - 1 vyučovací hodina týdně, Projekty - 1 vyučovací hodina týdně.

Způsob a kritéria hodnocení

Absolvování cvičení a vypracování projektů.

Osnovy výuky

    Osnova přednášek:
    • Barevné modely, CUDA, 2D grafika.
    • 3D grafika, složitost, grafické akcelerátory.
    • Obrazová paměť, grafické procesory.
    • Paralelizace geometrického a rasterizačního stupně.
    • Architektura SGI, mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
    • Grafické multiprocesory, GPGPU.
    • Kvantování a predikční kódování.
    • Kosinová a waveletová transformace.
    • Kompenzace pohybu, podpásmové kódování.
    • JPEG, ITU-T H.261, MPEG-1.
    • MPEG-2, -4, -7.
    • Signálové procesory.
    • Multimediální procesory, instrukční soubory. Hrací konzoly.

    Osnova počítačových cvičení:
    • Úvod do OpenCL, GLUT a CUDA 
    • 2D Grafika
    • Display listy, transformace a zásobník matic, animace
    • Texturování
    • Fog, mipmaping
    • Evaluátory, Bezierovy plochy, NURBS a quadriky
    • Odevzdáváni projektu!!! (v rámci jednotlivých cvičení)
    • 12 bodů

    Osnova ostatní - projekty, práce:
    Individuální zadání projektů, 28 bodů.

Učební cíle

Seznámit studenty s obvodovou podporou a implementací grafických a multimediálních operací, a dále s využitím jazyka OpenCL k zpracování obrazové informace. Nově byl zařazen prostředek CUDA pro programování GPGPU.

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

Absolvování cvičení a vypracování projektů.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

Foley J.D., van Dam A., Feiner S.K., Hughes J.F.: Computer Graphics, Principles and Practice, Addison Wesley, 1990 Rao K.R., Hwang J.J.: Techniques & Standards for Image, Video & Audio Coding, Prentice Hall, 1996 Další aktuální literatura a firemní zdroje.

Doporučená literatura

Přednáškové materiály v elektronické formě.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program IT-MGR-2 magisterský navazující

    obor MBS , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MIN , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MIS , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MMI , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MMM , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MPV , 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    obor MBI , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor MGM , 0 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
    obor MSK , 0 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

  • Barevné modely, CUDA, 2D grafika.
  • 3D grafika, složitost, grafické akcelerátory.
  • Obrazová paměť, grafické procesory.
  • Paralelizace geometrického a rasterizačního stupně.
  • Architektura SGI, mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
  • Grafické multiprocesory, GPGPU.
  • Kvantování a predikční kódování.
  • Kosinová a waveletová transformace.
  • Kompenzace pohybu, podpásmové kódování.
  • JPEG, ITU-T H.261, MPEG-1.
  • MPEG-2, -4, -7.
  • Signálové procesory.
  • Multimediální procesory, instrukční soubory. Hrací konzoly.

Cvičení na počítači

8 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.

Osnova

  • Úvod do OpenCL, GLUT a CUDA 
  • 2D Grafika
  • Display listy, transformace a zásobník matic, animace
  • Texturování
  • Fog, mipmaping
  • Evaluátory, Bezierovy plochy, NURBS a quadriky
  • Odevzdáváni projektu!!! (v rámci jednotlivých cvičení)
  • 12 bodů

Projekt

18 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladimír Drábek, CSc.