Grafika komputerowa
 

Kod kursu:

Autor:

Zespół dydaktyczny:


INE4127

doc. dr  inż. Jacek Jarnicki

 

 

dr  inż. Tomasz Kapłon

dr inż. Marek Woda

dr  inż. Tomasz Walkowiak

 

 



Wymiar godzin
(tygodniowo)
WykładĆwiczeniaLaboratoriumProjektSeminarium
20200

 

 

 

Opis kursu:

 

Celem wykładu jest zaprezentowanie podstawowych metod i algorytmów grafiki komputerowej. W części wstępnej omówione zostaną elementarne algorytmy rysowania obiektów geometrycznych w przestrzeni dyskretnej oraz ogólna procedura wizualizacji 2-D. Podstawowa część wykładu dotyczy zagadnień grafiki 3-D. Zaprezentowane zostaną różne metody modelowania scen trójwymiarowych i algorytmy wizualizacji zmierzające w kierunku poprawy realizmu generowanego obrazu sceny.

 

 

Zawartość tematyczna wykładu:

  • Wstęp, krótka historia grafiki komputerowej
  • Algorytmy kreślenia obrazów odcinka i łuku okręgu na ekranie rastrowym
  • Algorytmy wypełniania obszarów
  • Transformacje 2-D, współrzędne jednorodne, ogólna procedura wizualizacji 2-D, algorytmy wycinania
  • Wprowadzenie go grafiki 3-D, siatki wieloboków, uwikłane równania powierzchni, kwadryki
  • Parametryczne równania powierzchni, krzywe aproksymujące, krzywe Hermita i Beziera
  • Krzywe B-spline, powierzcnie Beziera i B-spline
  • Rzutowanie ukośne i perspektywiczne
  • Transformacje w przestrzeni 3-D, usuwanie elementów niewidocznych
  • Modele oświetlania lokalnego, metody renderingu Gorouda i Phonga
  • Tekstury, modelowanie tekstur, wizualizacja obiektów z teksturą, filtracja tekstur
  • Metoda śledzenia promieni (Ray tracing)
  • Metoda energetyczna (Radiosity)
  • Podstawy teorii barw, liczbowe modele kolorów

Materiały

 

 

Opis laboratorium (studia stacjonarne):

 

Celem zajęć laboratoryjnych jest praktyczne sprawdzenie niektórych algorytmów i metod prezentowanych w ramach wykładu. Przy realizacji ćwiczeń wykorzystane zostanie środowisko  programistyczne Microsoft Visual Studio oraz biblioteki funkcji graficznych WebGLOpenGL z rozszerzeniem GLUT. Tematyka kolejnych ćwiczeń jest następująca:

  • Rysowanie obiektów fraktalnych na płaszczyźnie
  • Modelowanie i wizualizacja obiektu 3-D opisanego równaniem parametrycznym
  • Rzutowanie perspektywiczne i realizacja sterowania położeniem obserwatora przy pomocy myszy
  • Oświetlenie lokalne sceny 3-D  z wykorzystaniem modelu Phonga
  • Nakładanie na powierzchnie obiektów 3-D tekstur
  • Programowanie w WebGL (obiekty 2D, 3D, animacja, teksturowanie)
  • Napisanie programu realizującego algorytm śledzenia promieni (projekt)

Materiały

 

Opis Laboratorium (studia niestacjonarne):

 

Celem zajęć laboratoryjnych jest praktyczne sprawdzenie niektórych algorytmów i metod prezentowanych w ramach wykładu. Przy realizacji ćwiczeń wykorzystany zostanie dostępny ogólnie program do generacji obrazów przy pomocy metody śledzenia promieni POV-Ray oraz środowisko  programistyczne Microsoft Visual Studio 2008 oraz biblioteka funkcji graficznych OpenGL z rozszerzeniem  GLUT. Tematyka kolejnych ćwiczeń jest następująca:

 

  • Rysowanie obrazów scen 3-D przy pomocy metody śledzenia promieni (POV-Ray)
  • Animacja (POV-Ray)
  • Rysowanie obiektów fraktalnych na płaszczyźnie (OpenGL)
  • Modelowanie i wizualizacja obiektu 3-D opisanego równaniem parametrycznym (OpenGL)
  • Rzutowanie perspektywiczne i realizacja sterowania położeniem obserwatora przy pomocy myszy (OpenGL)

 

Materiały

 

Literatura :

  • Foley J.D., van Dam A., i inni , Wprowadzenie do grafiki komputerowej, WNT,
  • Grafika komputerowa metody i narzędzia, praca zbiorowa pod red. J. Zabrodzkiego, WNT,
  • S. Wright, B Lipchak: OpenGL księga eksperta, Helion,
  • Angel E., Interactive Computer Graphics: A top-down approach using OpenGL. Addison-Wesley.
  • Foley et al, Introduction to Computer Graphics. Addison-Wesley. 
  • Angel E., OpenGL Primer. Addison-Wesley.
  • Woo et al, OpenGL Programming Guide (Fourth Edition). Addison-Wesley.
  • Matsuda et al, WebGL Programming Guide
  • Computer Graphics and Applications - czasopismo