460-2021/01 – Základy počítačové grafiky (ZPG)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity6
Garant předmětuIng. Martin Němec, Ph.D.Garant verze předmětuIng. Martin Němec, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník3Semestrzimní
Odkaz na webblender.vsb.czJazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
NEM03 Ing. Martin Němec, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 10+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Cílem předmětu je seznámit posluchače se základy počítačové grafiky. Získat přehled v oblasti základních principů 2D a zejména 3D počítačové grafiky. Posluchači se během semestru seznámí se základním principem grafické karty a zobrazovacího řetězce. Postupně budou prezentovány základními algoritmy používanými v počítačové grafice. Výsledkem bude projekt, na kterém studenti demonstrují získané znalosti, který bude umožňovat zobrazovat 3D scénu, pohybovat kamerou, objekty, nastavovat světla, barvy, textury, doplnit scénu o stíny, průhlednost, normál mapy apod.

Vyučovací metody

Přednášky
Semináře
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Předmět si klade za cíl seznámit posluchače se základními možnostmi moderních grafických karet a s jejich použitím v oblasti počítačové grafiky. V předmětu jsou posluchači seznamováni zejména s grafickou knihovnou OpenGL. Důraz je kladen zejména na předvedení standartního zobrazovacího řetězce (rendering pipeline) v moderním OpenGL (verze 3.3++).

Povinná literatura:

Němec: Sylaby přednášek Základy počítačové grafiky. Sojka E., Němec M., Fabián T.: Matematické základy počítačové grafiky, http://mi21.vsb.cz.

Doporučená literatura:

J. Žára, B. Beneš, J. Sochor, P. Felkel:Moderní počítačová grafika (2. vydání),Computer Press, 2005, ISBN 80-251-0454-0. J. Sochor, J. Žára: Algoritmy počítačové grafiky. Skripta ČVUT Praha 1993. D. Martišek, Matematické principy grafických systémů, Littera, 2002.

Způsob průběžné kontroly znalostí během semestru

Vypracovaní souboru úloh zadaných na cvičení. Vypracování projektu.

E-learning

Další požadavky na studenta

Další požadavky na studenta nejsou kladeny.

Minimální znalostní požadavky

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Úvod, rastrový a vektorový popis (bod, vektor, přímka, souřadný systém), generování objektů v rastru (interpolace). 2. Grafický hardware, funkční schéma (rendering pipeline). Úvod do standardního zobrazovacího řetězce (OpenGL). 3. Reprezentace 3D objektů (polygonální, CSG, procedurální reprezentace). Topologie. Formáty (OBJ apod.). 4. Transformace v PG (translace, rotace, změna měřítka), homogenní souřadný systém. 5. Promítání (perspektiva vs. ortogonální promítání), kamera, ořezání (clipping), rasterizace. 6. Barva, lidské oko, barevné modely, světlo (bodové, reflektor, směrové, plošné). Míchání barev (blending). 7. Osvětlení, intenzita osvětlení, lokální osvětlovací modely (Lambert, Phong), globální osvětlovací modely, BRDF, radiozita, ray-tracing, ambient occlusion, stínování. 8. Textury v OpenGL, texturovací jednotky, texel. UV mapování. 9. Řešení viditelnosti (z-buffer, malířův algoritmus). Skybox, skydome. 10. Optická iluze nerovnosti (bump mapping, normal mapping). Displacement mapping. 11. Stíny v počítačové grafice. Shadow mapping. 12. Úvod do křivek a ploch (Bézierova křivka a plocha). Na cvičeních budou probírána témata teoreticky vysvětlená na přednáškách. Cvičení: 1. Opakování matematika, matice apod. Projekt C++, link knihoven. 2. Úvod do moderního OpenGL. Struktura projektu. 3. Objekty v OpenGL, VBO, IBO, glDrawElements, glDrawArrays. 4. Pohledové a projekční transformace (MVP). 5. Shadery (vertex, fragment). 6. Phongův osvětlovací model. 7. Načtení textury (OpenCV), uv-mapování. 8. Viditelnost, skybox, skydome. 9. Normal mapping. 10. Výpočet stínů, Stínové mapy. 11. Pohyb pro křivce. 12. 3D tisk.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2012/2013 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45 (45) 20
                Zápočtový projekt Semestrální projekt 45  20
        Zkouška Zkouška 55 (55) 10
                Písemná zkouška Písemná zkouška 25  10
                Ústní zkouška Ústní zkouška 30  10
Rozsah povinné účasti: povinná účast na všech laboratorních cvičeních

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramOborSpec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie P čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (1103R031) Výpočetní matematika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2601R013) Telekomunikační technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2647) Informační a komunikační technologie (2612R059) Mobilní technologie K čeština Ostrava 3 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku