Grafika Komputerowa

Załącznik
Data:
23.02.2010r.
Wydanie: I
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
Status:
obowiązujący
1/1
KARTA PRZEDMIOTU
KARTA PRZEDMIOTU
Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Rok akademicki: 2009/2010
Nazwa przedmiotu:
GRAFIKA
KOMPUTEROWA
Kierunek:
INFORMATYKA
Specjalność:
PRZEDMIOT OBOWIĄZKOWY DLA WSZYSTKICH
STUDENTÓW
Tryb studiów:
NIESTANCJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA
Rodzaj przedmiotu:
KIERUNKOWY
Instytut/ Katedra:
Semestr:
Prowadzący przedmiot:
Prowadzący zajęcia:
INFORMATYKI
VII i VIII
prof. dr hab. Konrad Wojciechowski
Liczba godzin
Kod/nr GKW
Liczba pkt ECTS
2 (sem. 7), 3 (sem. 8)
Wykład:
Wykład: 30 (sem. 7)
prof. dr hab. Konrad Wojciechowski
Ćwiczenia:
Ćwiczenia:
Laboratorium: 30 (sem. 8)
Laboratorium:
Projekt:
dr inŜ. Jarosław Flak
Seminarium:
mgr inŜ. Krzysztof Skoroniak
mgr inŜ. Andrzej Zacher
mgr inŜ. Wojciech Borczyk
dr inŜ. Agnieszka Szczęsna
dr Ewa Lach
mgr inŜ. Kamil Urbanek
mgr inŜ. Jakub Grudziński
mgr inŜ. Adrian Dębowski
mgr inŜ. Robert Mikuszewski
dr inŜ. Michał Kawulok
Projekt:
Seminarium:
Załącznik
Data:
23.02.2010r.
Wydanie: I
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
2/1
KARTA PRZEDMIOTU
Powiązanie ze standardami i cel kształcenia
Celem przedmiotu jest przedstawienie podstaw teoretycznych i wynikających z nich
algorytmów grafiki komputerowej 3D oraz wybranych zagadnień grafiki komputerowej
2D jak równieŜ dostarczenie niezbędnego doświadczenia praktycznego nabytego w
wyniku implementacji algorytmów w ramach ćwiczeń laboratoryjnych. Wykład umoŜliwi
studentom nawiązanie kontaktu z nowoczesnymi rozwiązaniami w zakresie
fotorealistycznej grafiki 3D przedstawianymi w światowej literaturze przedmiotu,
tworzenie własnych rozwiązań w ramach projektów jak równieŜ zrozumienie
podstawowych uwarunkowań współczesnej animacji komputerowej.
Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne
Umiejętność programowania i podstawowa znajomość algebry i geometrii.
Wykłady wprowadzające: Programowanie Komputerów, Analiza Matematyczna i Algebra
Liniowa
Załącznik
Data:
23.02.2010r.
Wydanie: I
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
3/1
KARTA PRZEDMIOTU
Treść wykładów:
Podstawy matematyczne: przestrzeń wektorowa, Hilberta i afiniczna. Ramka,
reprezentacja wektora i punktu. Reprezentacja we współrzędnych jednorodnych.
Przekształcenia reprezentacji wynikające z wyboru ramki. Struktura macierzy
przekształcenia. Przykładowe macierze dla translacji, rotacji, skalowania ramki.
Parametryzacja orientacji, kąty Eulera, oś kąt, kwaterniony. Rachunek kwaternionów,
interpolacja pomiędzy kwaternionami, krzywe kwaternionowe. ZaleŜności pomiędzy
parametryzacjami.
Modelowanie geometryczne objętościowe i powierzchniowe. Krzywe i powierzchnie
parametryczne. Ciągłość analityczna a geometryczna. Krzywe Beziera, B-sklejane,
NURBS. Definicje, podstawowe własności, wyznaczanie punktu na krzywej, krotność
węzła, wagi punktów kontrolnych. Powierzchnie parametryczne tworzone na podstawie
krzywych parametrycznych. Parametryzacja płata powierzchni a teksturowanie. Sklejanie
płatów powierzchni.
Rzutowanie przestrzeni 3D na 2D. Typy rzutowania. Macierz rzutowania
perspektywicznego. Objętość/ostrosłup widzenia. Klasyczne przycinanie do ostrosłupa
widzenia. Przycinanie we współrzędnych jednorodnych. Algorytmy przesłaniania.
Algorytmy rasteryzacji.
Teksturowanie podstawowe pojęcia oraz zastosowania tekstur, tekstury 2D i 3D, tekstury
proceduralne.
Modelowanie oświetlenia z wykorzystaniem reprezentacji RGB. Składowe oświetlenia,
heurystyka podejścia. Techniki Gouraud'a i Phonga, Modelowanie oświetlenia z
uwzględnieniem fizyki. Radiometria i jej jednostki. BRDF i BSSRDF równanie
renderingu w wersjach z całkowanie po kącie bryłowym i po powierzchni sceny. Techniki
rozwiązywania równania renderingu. Metoda Monte Carlo i jej wersje zmniejszające
wariancję estymaty. Mapowanie barwy do współrzędnych RGB. Mapy fotonowe. Metoda
bilansu energetycznego.
Urządzenia zewnętrzne stosowane w systemach grafiki komputerowej, podstawowe
urządzenia wejściowe, urządzenia wyjściowe do tworzenia stałej kopii, urządzenia
wyświetlające obraz, sposoby przechowywania oraz wyświetlania obrazu.
Modelowanie koloru stosowane w grafice komputerowej: RGB, CMY, CMYK, HSV,
HLS, Yuv, YCbCr.
Załącznik
Data:
23.02.2010r.
Wydanie: I
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
4/1
KARTA PRZEDMIOTU
Treść/Tematy
Laboratorium (sem. 8)
Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu przekazanie studentowi praktycznych umiejętności
tworzenia prostych aplikacji graficznych. W ten sposób studenci mają moŜliwość
sprawdzenia w praktyce wiedzy zdobytej podczas wykładu z przedmiotu Grafika
Komputerowa.
Wykaz ćwiczeń:
Algorytmy rastrowe
Clipping i windowing
Przekształcenia afiniczne i reprezentacja obiektów
Eliminacja niewidocznych powierzchni
Modele oświetlenia
Raytracing
Krzywe i powierzchnie parametryczne
Animacja komputerowa
Techniki animacji szkieletowej
Wykrywanie kolizji
Efekty cząsteczkowe
Programy wierzchołków i pikseli
Metody dydaktyczne
Wykład uzupełniany slajdami oraz materiałami drukowanymi i w postaci elektronicznej,
ilustrowany programami przykładowymi.
Podczas laboratorium samodzielna praca studentów przy komputerze nad przykładowymi
programami przedstawionymi przez prowadzącego.
Forma egzaminu/zaliczenia przedmiotu
Sem. 8:
1. Zaliczenie z laboratorium uzyskuje się na podstawie ocen z poszczególnych
laboratoriów. Ocena jest zaokrągloną średnią wszystkich ocen z ćwiczeń laboratoryjnych.
2. Egzamin po semestrze 8 jest w formie pisemnej. Ocena z egzaminu to średnia z
wszystkich ocen uzyskanych na egzaminie.
3. Ocena końcowa jest średnią z oceny z egzaminu i laboratorium.
Minimalne wymagania do egzaminu /zaliczenia
Umiejętność praktycznego wykorzystania wiedzy zdobytej na wykładzie do implementacji
wybranych algorytmów grafiki komputerowej.
Egzamin (po sem. 8) - Znajomość pojęć związanych z grafiką komputerową
przedstawionych na laboratorium i wykładzie.
Data:
23.02.2010r.
Wydanie: I
Załącznik
Status:
obowiązujący
Symbol:
Z-5.4-1-1
Strona:
5/1
KARTA PRZEDMIOTU
Literatura (podstawowa i specjalistyczna)
Foley James D., Dam Andries, Hughes John, Phillips Richard: Wprowadzenie do grafiki
komputerowej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2001.
Michał Jankowski: Elementy grafiki komputerowej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne,
2006.
Jan Zabrodzki i inni: Grafika komputerowa, metody i narzędzia. Wydawnictwa NaukowoTechniczne, 1994.
Materiały do laboratorium „Grafika komputerowa”, http://grafika.aei.polsl.pl/
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis Dyrektora Instytutu/Kierownika Katedry)