Detail předmětu

Grafické a multimediální procesory

FEKT-LGMPAk. rok: 2010/2011

Barevné modely. Organizace obrazové paměti. Principy 2D/3D grafiky. Algoritmy počítačové grafiky a výpočetní náročnost. Mapování a komprese textur, pixelové interpolace. Kvantování. Predikční kódování. Kosinová a waveletová transformace. Kompenzace pohybu a hybridní kódování. Podpásmové kódování a vektorové kvantování. Huffmanovo kódování. Kódování délkou sledů. LZ77, 78. Standardy pro přenos obrazů, videa a zvuku - JPEG, ITU-T H.261, MPEG-1, 2, 4, 7. Multimediální procesory - VLIW, Mpact, CyberPro. Standardy videa (D-VHS, DV, IEEE 1394 Firewire). Multimediální rozšiřování instrukčního souboru x86 - MMX, SIMD. Paralelizace geometrického stupně. Multiprocesorové rasterizační architektury - paralelizace obrazu a objektů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

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

řešení domácích úkolů 40 bodů
písemná zkouška 60 bodů

Osnovy výuky

1. Historie, základní pojmy, standardní zobrazovací režimy.
2. Barevné modely a barevné prostory.
3. Obraz a jeho reprezentace, vzorkování a kvantování, kosinová a waveletová transformace.
4. Principy 2D grafiky, algoritmy, výpočetní náročnost.
5. Principy 3D grafiky, algoritmy.
6. Mapování a komprese textur, pixelové interpolace.
7. Huffmanovo kódování, kódování délkou sledu, LZ77.
8. Metody ztrátové komprese, kompenzace pohybu a hybridní kódování, JPEG.
9. Standardy pro přenos a kódování zvuku - MPEG, AC3, SPDIF, WAV.
10. Standardy pro přenos obrazů a videa - H.261, MPEG, AVI.
11. Paralelní zpracování multimediálních dat.
12. Multimediální rozšiřování instrukčního souboru - MMX, SIMD.
13. Počítačová rozhraní pro přenos zvuku a videa -USB, FireWire. Moderní grafické procesory, DirectX.

Učební cíle

Seznámit studenty s obvodovou podporou a implementací grafických a multimediálních operací, a dále s využitím jazyka OpenGL k zpracování obrazové informace.

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

tutoriály jsou nepovinné
počítačová cvičení jsou povinná

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, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

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

Osnova

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