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

Garant předmětu

prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

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

doc. Ing. Petr Sysel, Ph.D.
doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D.
prof. Mgr. Pavel Rajmic, Ph.D.

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

Ing. Zdeněk Průša, Ph.D.

Osnova

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