Detail předmětu

Základy počítačové grafiky

IZG Ak. rok 2025/2026 letní semestr 6 kreditů

Aktuální akademický rok

Přehled základních principů počítačové grafiky (vektorová, rastrová) a jejich důsledků pro tvorbu reálných grafických aplikací. Specifikace základních operací rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky. Specifikace principů a použití hlavních grafických rozhraní. Metody a algoritmy pro: rasterizaci úseček, kružnic a křivek (Bezier, NURBS), ořezávání polygonů, vyplňování vektorových i rastrových uzavřených oblastí. Metody a algoritmy pro: transformaci objektů ve 2D a 3D, řešení viditelnosti, osvětlení, stínování, texturování. Základní principy metod fotorealistického zobrazení 3D scén. Metody geometrické reprezentace 3D objektů. Problematiku vzniku aliasu a metody jeho odstranění.

Garant předmětu

Španěl Michal, Ing., Ph.D. (UPGM)

Koordinátor předmětu

Milet Tomáš, Ing., Ph.D. (UPGM)

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 39 hod. přednášky
  • 12 hod. pc laboratoře
  • 14 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 52 bodů závěrečná zkouška (písemná část)
  • 10 bodů půlsemestrální test (písemná část)
  • 18 bodů laboratoře
  • 20 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav počítačové grafiky a multimédií (UPGM)

Přednášející

Milet Tomáš, Ing., Ph.D. (UPGM)
Španěl Michal, Ing., Ph.D. (UPGM)

Cvičící

Čižmarik Roman, Ing. (UPGM)
Kohút Jan, Ing. (UPGM)
Milet Tomáš, Ing., Ph.D. (UPGM)
Munzar Milan, Ing.
Polášek Tomáš, Ing. (UPGM)
Vlnas Michal, Ing. (UPGM)

Cíle předmětu

Studenti získají přehled v oblasti základních principů rovinné (2D) a prostorové (3D) počítačové grafiky.

  • Seznámí se se základními algoritmy a metodami tvorby grafického zobrazení vektorových objektů ve 2D a 3D scénách, především: rasterizace 2D objektů; ořezávání a vyplňování 2D oblastí; transformace objektů; řešení viditelnost, osvětlení, stínování a texturování 3D objektů.
  • Seznámí se s metodami geometrické reprezentace 3D objektů.
  • Porozumí principům vzniku aliasu a metodám antialiasingu.
  • Seznámí se s metodami pro fotorealistické zobrazení 3D scén.
  • Porozumí principům použití hlavních 2D a 3D grafických rozhraní (např. OpenGL) a naučit se vytvářet grafické aplikace pro zobrazení ve 2D a 3D.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

  • Je nezbytné mít základní znalosti programování v jazyku C.

Literatura studijní

  • Hughes, John F., et al., Computer Graphics: Principles and Practice, Third Edition, Addison-Wesley, 2014
  • Lengyel, E.: Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics, Third Edition, 3rd Edition, 2012
  • Watt, Alan H., 3D Computer Graphics, 3rd Edition, Addison-Wesley, 1999. 
  • Gomes J., et al., Computer Graphics: Theory and Practice, CRC Press, 2012.
  • Sellers, G., et al., OpenGL Superbible: Comprehensive Tutorial and Reference, 7th Edition, 2015.
  • Materiály k přednáškám a video záznamy přednášek

Literatura referenční

  • Beneš, B., Sochor, J., Felkel, P., Žára, J.: Moderní počítačová grafika, 2. vydání, ComputerPress, 2005

Osnova přednášek

  1. Rastrová a vektorová grafika. Barvy a barevné modely. Redukce barevného prostoru, barevný a monochromatický obraz.
  2. Generování základních objektů v rastru.
  3. Vyplňování uzavřených oblastí.
  4. Transformace ve 2D a 3D.
  5. Základy vykreslování 3D scény, 3D transformace a projekce.
  6. Základní principy 2D grafických API, minimalistické 2D kreslítko.
  7. Antialiasing. Ořezání ve 2D a 3D.
  8. Křivky v počítačové grafice.
  9. Reprezentace 3D objektů.
  10. Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch. Úvod do OpenGL.
  11. Řešení viditelnosti 3D objektů.
  12. Textury a texturování. Moderní počítačová grafika a 3D grafická API.
  13. Základy fotorealistického zobrazování, raytracing a radiozita.

Osnova počítačových cvičení

  1. Redukce barevného prostoru.
  2. Generování základních objektů v rastru.
  3. Vyplňování uzavřených objektů ve 2D.
  4. 3D Transformace.
  5. Zobrazování 2D křivek v rastru.
  6. Zobrazování 3D scény a základy OpenGL.

Osnova ostatní - projekty, práce

Samostatně řešený projekt vztahující se k problematice předmětu.

Průběžná kontrola studia

  • Projekt - 20 bodů.
    • Projekt studenti odevzdávají elektronicky prostřednictvím informačního systému a je hodnocen na konci semestru.
  • Plnění úkolů na cvičeních, 6 x 3 bodů - 18 bodů.
  • Půlsemestrální test - 10 bodů.
  • Závěrečná písemná zkouška - 52 bodů.
    • Minimum pro závěrečnou písemku je 20 bodů.
  • Hranice pro úspěšné absolvování předmětu podle pravidel ECTS - 50 bodů.

 

  • V odůvodněných případech lze cvičení nahradit v jiném, než zapsaném termínu a půlsemestrální zkoušku rozšířením závěrečné zkoušky.

Způsob kontaktu s vyučujícím

  • Prostřednictvím emailu, diskusního fóra v Moodle nebo zpráv v IS VUT.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru