Detail předmětu

Moderní počítačová grafika

FEKT-MPC-MPGAk. rok: 2023/2024

Předmět se věnuje počítačové grafice a 3D modelování. Cílem je představit modelování scén počítačem jak po teoretické tak po praktické stránce. Témata pokrývají široký rozsah od barevných modelů přes 3D modelování pomocí polynomů a sítí vrcholů až po implementaci, včetně využití možností GPU.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia Teleinformatika. Znalost zpracování signálu výhodou.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Řešení zadaného projektu: max. 25 bodů
Test ve cvičeních: max. 12 bodů
Úlohy ve cvičeních: max. 3 bodů
Zkouška: max. 60 bodů, minimum 20 bodů
přednášky jsou nepovinné
počítačová cvičení jsou povinná
odevzdání samostatného projektu je povinné

Učební cíle

Seznámit studenty s 3D modelováním, počínaje definicí objektů, přes jejich manipulaci a interakci s uživatelem, až po implementaci na grafických procesorech. Seznámit posluchače s knihovnou OpenGL a naučit studenty využít OpenGL k vytvoření a zpracování 3D obrazové informace.

Základní literatura

RAJMIC, P.; SCHIMMEL, J. Moderní počítačová grafika. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2013. ISBN: 978-80-214-4906- 0. (CS)
Žára, J., Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P.: Moderní počítačová grafika. Druhé vydání. Computer Press, 2005. ISBN 80-251-0454-0 (CS)

Doporučená literatura

Foley, J.D., van Dam, A., Feiner, S.K., Hughes, J.F.: Computer Graphics, Principles and Practice, Addison Wesley, 1990 (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-TIT magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MPC-IBE magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-TECH , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace AUDM-ZVUK , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Osnova

2D grafika: křivky, navazování křivek, polynomy, Bézierovy kubiky
2D grafika: racionální Bézierovy kubiky, NURBS. Rasterizace úsečky, kružnice, elipsy a Bézierovy křivky.
3D grafika: polygony, sítě, subdivisions, Catmull-Clark, T-splines
3D grafika: parametrická definice plátu, navazování plátů, Bézierovy bikubiky, NURBS
3D grafika: homogenní souřadnice, geometrické transformace
3D grafika: projekce, perspektiva.
Osvětlovací modely, stínování, vržení stínu.
Viditelnost. Globální zobrazovací modely.
Textury a jejich mapování. Bitmapové textury.
Komprese textur, interpolace v texturách, aliasing. Procedurální textury.
Reprezentace obrazu v počítači: formáty čísel, paměť, režimy reprezentace, barevné modely a prostory
Grafické procesory, graphic pipeline. Paralelizace a CUDA.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Michal Švento

Osnova

Úvod do OpenGL: popis systému, instalace a zprovoznění GLUT, práce s okny; události, systém obsluhy, onDisplay, onReshape. Základy vykreslování: vertex a způsoby vykreslování, 2D – body, čáry, vyplněné útvary, vykreslování křivek sledem úseček.
Základy vykreslování ve 2D: vlastnosti vertexu – definice barev, množiny souřadnic a vlastností – vertex arrays. Komunikační prostředky – klávesnice, myš, timery (animace bez zásahu uživatele), double buffer, UI – menu
Bézierovy křivky ve 2D a interakce s uživatelem. Práce s bitmapami (obrázky, texty). 3D: vertex arrays, kvadriky.
Bézierovy pláty ve 3D. Subdivisions.
Geometrické transformace, transformační matice, jednoduché příklady.
Zobrazení, perspektiva, ořezávací algoritmy (malířův, z-buffer), efekty mlhy, Phongův osvětlovací model, normály.
Textury a práce s texturami, pokročilé vlastnosti; mipmapping, blending, kvadriky.
Graf scény – dědění vlastností a transformací objektů ve 3D, pohyb ve 3D prostoru, Bézierovy pláty.
Blender 3D – modelování 3D útvarů, export modelu, načtení a práce se souborem .obj v rámci OpenGL.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz