Detail předmětu

Vizualizace dat

FSI-SVDAk. rok: 2021/2022

Předmět se vyučuje v zimním semestru 5. ročníku oboru matematické inženýrství.
Seznamuje posluchače se základními algoritmy grafického modelování dvoj- a trojrozměrných dat, především skalárních polí. Jedná se zejména o konstrukce křivek a ploch zadaných implicitně, konstrukce vrstevnic a izoploch, algoritmy hledající povrch – marching
cubes. Objemové algoritmy – ray casting, ray tracing.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Mgr. Jana Procházková, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav matematiky (ÚM)

Výsledky učení předmětu

Student bude schopen vizualizovat běžné typy objemných dat, které pro svoji velikost nejsou
vhodné pro tabelaci

Prerekvizity

Základní programovací techniky a jejich implementace v Borland Delphi
Základní algorotmy rovinné a prostorové grafiky (barevné systémy, promítání, konstrukce křivek a ploch)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet se uděluje na základě zpracování semestrálního projektu.

Učební cíle

Seznámit studenty s výše uvedenými základními metodami rekonstrukce trojrozměrných dat a
podmínkami jejich použití.

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

Chybějící účast na výuce lze nahradit písemným testem.

Základní literatura

Chen, C, Hardle, W., Unwin, A.: Handbook of Data Visualization, Springer-Verlag. 2008 (EN)
Martišek, K.: Adaptive filters for 2-D and 3-D Digital Images Processing, FME BUT Brno, 2012 (EN)
Wilke, C.O: Fundamentals of Data Visualization, O’Reilly Media, 2019 (EN)

Doporučená literatura

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

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MAI , 2 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Mgr. Jana Procházková, Ph.D.

Osnova

1) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0, plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 – pixelový algoritmus
2) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0 - síťový algoritmus
3) Plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 - algoritmus marching cubes
4) Vrstevnice plochy
5) Vizualizace plochy pomocí palety
6) 2D vizualizace trojrozměrné datové mřížky
7) 3D vizualizace 3D mřížky metodou marching cubes
8) 3D filtry
9) 3D vizualizace pomocí objemových metod – ray casting.
10) 2D rekonstrukce výstupů z konfokálního mikroskopu
11) 3D rekonstrukce výstupů z konfokálního mikroskopu
12) 2D rekonstrukce dat projektu Visible Human Project
13) 3D rekonstrukce dat projektu Visible Human Project

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Mgr. Jana Procházková, Ph.D.

Osnova

1) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0 – pixelový algoritmus
2) Plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 – pixelový algoritmus
3) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0 – síťový algoritmus
4) Plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 – algoritmus marching cubes
6) Vrstevnice plochy, vizualizace plochy pomocí palety
7) 2D vizualizace trojrozměrné datové mřížky
8) 3D vizualizace 3D mřížky metodou marching cubes, 3D filtry
9) 3D vizualizace pomocí objemových metod – ray casting.
10) 2D a 3D rekonstrukce výstupů z konfokálního mikroskopu
11,12) 2D a 3D rekonstrukce dat projektu Visible Human Project
13,14) Semestrální projekt, zápočet

Účast na cvičení je povinná.