Detail předmětu

Počítačová grafika

FSI-SPGAk. rok: 2019/2020

Předmět se vyučuje v zimním semestru 2. ročníku oboru matematické inženýrství.
Seznamuje posluchače se základy počítačové geometrie a základními algoritmy počítačové grafiky. Je zaměřen na teoretické základy počítačové grafiky - euklidovský prostor, grafická data a barevné systémy, dále projektivní prostor, geometrické transformace, základní vlastnosti a konstrukce křivek a ploch a konečně na realistické zobrazování prostorových útvarů: řešení viditelnosti, stínování a textury.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

3

Garant předmětu

doc. PaedDr. Dalibor Martišek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky (ÚM)

Výsledky učení předmětu

Posluchači se naučí prakticky využívat znalosti získané v teoreticky a počítačově zaměřených kursech, doplní je o znalosti technických křivek a ploch a dovednosti různým způsobem zobrazovat reálné útvary a technická data. Prohloubí schopnosti algoritmizace technických
úloh a znalosti prostředí Borland Delphi.

Prerekvizity

Deskriptivní geometrie, základní kurz algebry, základní programovací techniky a jejich implementace v Borland Delphi

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: Zápočet je klasifikován na základě zpracování zadaného grafického programu v Borland DELPHI a semestrální práce: zpracování rozsáhlejšího grafického programu.

Učební cíle

Úkolem kursu je prohloubit teoretické znalosti studentů získané v mat. anylýze, algebře, geometrii a předcházejících počítačově zaměřených kursech. Teoretické znalosti prakticky aplikovat při vytváření geometrických modelů reálných systémů.

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

Chybějící účast na výuce lze nahradit písemným testem.

Základní literatura

Foley, van Dam: Computer Graphics, , 0
Martišek, D.: Matematické principy grafických systémů, Littera, Brno 2002

Doporučená literatura

Martišek, D.: Matematické principy grafických systémů, Littera, Brno 2002

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MAI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. PaedDr. Dalibor Martišek, Ph.D.

Osnova

1. Euklidovský prostor. Topologická dimenze, křivka, plocha, těleso. Projektivní prostor, poměr, dvojpoměr. Rastrová grafika, Pixel, barevné prostory, RGB krychle

2. Základní zobrazení v rovině, jejich analytické vyjádření a skládání.

3. Analytické křivky, algoritmy jejich konstrukce. Bodová funkce, tečna a normála křivky, křivost, oskulační kružnice. Afinní kombinace, řídicí body. Bézierovy křivky, B-splajn křivky, NURBS křivky.

4. Pohyb, analytické vyjádření, softwarové modelování, principy animace.

5. Analytické vyjádření rovnoběžného a středového modelování, modelování elementárních těles
Analytické plochy. Izokřivky, tečná rovina, normála. Normálová křivost, hlavní směry a hlavní křivosti, střední a Gaussova křivost.

6. Základní metody generování ploch v CAD systémech, NURBS plochy

7. Algoritmy pro řešení viditelnosti, základní algoritmy stínování a renderingu

8. Osvětlovací modely, sledování paprsku, vrhání paprsku.

9. Hausdorffova dimenze a její měření, fraktál. Soběpodobnost a soběpříbuznost. Metoda náhodné procházky,

10. Statistická soběpodobnost, metoda přesouvání středního bodu,

11. L-systémy

12. 13. Řešení semestrálních prací

Účast na cvičení je povinná.