Detail předmětu
Základy počítačové grafiky
IZG Ak. rok 2024/2025 letní semestr 6 kreditů
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
Koordinátor předmětu
Jazyk výuky
Zakončení
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
Přednášející
Cvičící
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
- Rastrová a vektorová grafika. Barvy a barevné modely. Redukce barevného prostoru, barevný a monochromatický obraz.
- Generování základních objektů v rastru.
- Vyplňování uzavřených oblastí.
- Transformace ve 2D a 3D.
- Základy vykreslování 3D scény, 3D transformace a projekce.
- Základní principy 2D grafických API, minimalistické 2D kreslítko.
- Antialiasing. Ořezání ve 2D a 3D.
- Křivky v počítačové grafice.
- Reprezentace 3D objektů.
- Lokální osvětlovací modely a spojité stínování ploch. Úvod do OpenGL.
- Řešení viditelnosti 3D objektů.
- Textury a texturování. Moderní počítačová grafika a 3D grafická API.
- Základy fotorealistického zobrazování, raytracing a radiozita.
Osnova počítačových cvičení
- Redukce barevného prostoru.
- Generování základních objektů v rastru.
- Vyplňování uzavřených objektů ve 2D.
- 3D Transformace.
- Zobrazování 2D křivek v rastru.
- 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.
Rozvrh
Den | Typ | Týdny | Místn. | Od | Do | Kapacita | PSK | Skup | Info |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Po | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Po | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Po | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Po | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Po | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 16:00 | 17:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Po | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 16:00 | 17:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 08:00 | 09:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 08:00 | 09:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | přednáška | 1., 2., 3., 4., 5., 6., 7., 9., 10., 11., 12. výuky | E104 E105 E112 | 15:00 | 17:50 | 294 | 1BIA 1BIB 2BIB 3BIT | 20 - 29 xx | Milet |
Út | přednáška | 2025-04-01 | D0206 | 15:00 | 17:50 | 294 | 1BIA 1BIB 2BIB 3BIT | 20 - 29 xx | Milet |
Út | přednáška | 2025-05-06 | E104 E105 E112 | 15:00 | 17:50 | 294 | 1BIA 1BIB 2BIB 3BIT | 20 - 29 xx | |
Út | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 16:00 | 17:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 16:00 | 17:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 18:00 | 19:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Út | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 18:00 | 19:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 16:00 | 17:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 16:00 | 17:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | přednáška | 1., 10., 12., 13. výuky | D0206 D105 | 17:00 | 19:50 | 470 | 1BIA 1BIB 2BIA 3BIT | 10 - 19 xx | Milet |
St | přednáška | 2., 3., 4., 5., 6., 7., 8., 9., 11. výuky | D0206 | 17:00 | 19:50 | 470 | 1BIA 1BIB 2BIA 3BIT | 10 - 19 xx | Španěl |
St | přednáška | 2., 3., 4., 5., 6., 7., 9., 11. výuky | D105 | 17:00 | 19:50 | 470 | 1BIA 1BIB 2BIA 3BIT | 10 - 19 xx | Španěl |
St | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 18:00 | 19:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
St | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 18:00 | 19:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Čt | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 08:00 | 09:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Čt | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 08:00 | 09:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Čt | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Čt | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 10:00 | 11:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Čt | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 17:00 | 18:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Čt | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 17:00 | 18:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Pá | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Pá | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 12:00 | 13:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Pá | poč. lab | 1., 3., 5., 7., 9., 11., 13. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx | |
Pá | poč. lab | 2., 4., 6., 8., 10., 12. výuky | O204 | 14:00 | 15:50 | 20 | 1BIA 1BIB 2BIA 2BIB 3BIT | xx |
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BIT, 2. ročník, povinný
- Program BIT (anglicky), 2. ročník, povinný