Počítačová grafika (FSI-SPG)

Akademický rok 2012/2013
Garant: doc. PaedDr. Dalibor Martišek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚM všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Úkolem kursu je prohloubit teoretické znalosti studentů získané v mat. anylýze, algebře, geometrii a předcházejících počítačově zaměřených kursech. Teoretické znalosti prakticky aplikovat při vytváření geometrických modelů reálných systémů.
Výstupy studia a kompetence:
Posluchači se naučí prakticky využívat znalosti získané v teoreticky a počítačově zaměřených kursech, doplní je o znalosti technických křivek a ploch a dovednosti různým způsobem zobrazovat reálné útvary a technická data. Prohloubí schopnosti algoritmizace technických úloh a znalosti prostředí Borland Delphi.
Prerekvizity:
Deskriptivní geometrie, základní kurz algebry, základní programovací techniky a jejich implementace v Borland Delphi
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se vyučuje v zimním semestru 2. ročníku oboru matematické inženýrství. Seznamuje posluchače se základy počítačové geometrie a základními algoritmy počítačové grafiky. Je zaměřen na teoretické základy počítačové grafiky - euklidovský prostor, grafická data a barevné systémy, dále projektivní prostor, geometrické transformace, základní vlastnosti a konstrukce křivek a ploch a konečně na realistické zobrazování prostorových útvarů: řešení viditelnosti, stínování a textury.
Metody vyučování:
Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: Zápočet je klasifikován na základě zpracování zadaného grafického programu v Borland DELPHI a semestrální práce: zpracování rozsáhlejšího grafického programu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Chybějící účast na výuce lze nahradit písemným testem.
Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s poč. podporou  13 × 2 hod.
Osnova:
    Cvičení s poč. podporou 1. Euklidovský prostor. Topologická dimenze, křivka, plocha, těleso. Projektivní prostor, poměr, dvojpoměr. Rastrová grafika, Pixel, barevné prostory, RGB krychle

2. Základní zobrazení v rovině, jejich analytické vyjádření a skládání.

3. Analytické křivky, algoritmy jejich konstrukce. Bodová funkce, tečna a normála křivky, křivost, oskulační kružnice. Afinní kombinace, řídicí body. Bézierovy křivky, B-splajn křivky, NURBS křivky.

4. Pohyb, analytické vyjádření, softwarové modelování, principy animace.

5. Analytické vyjádření rovnoběžného a středového modelování, modelování elementárních těles
Analytické plochy. Izokřivky, tečná rovina, normála. Normálová křivost, hlavní směry a hlavní křivosti, střední a Gaussova křivost.

6. Základní metody generování ploch v CAD systémech, NURBS plochy

7. Algoritmy pro řešení viditelnosti, základní algoritmy stínování a renderingu

8. Osvětlovací modely, sledování paprsku, vrhání paprsku.

9. Hausdorffova dimenze a její měření, fraktál. Soběpodobnost a soběpříbuznost. Metoda náhodné procházky,

10. Statistická soběpodobnost, metoda přesouvání středního bodu,

11. L-systémy

12. 13. Řešení semestrálních prací
Literatura - základní:
1. Foley, van Dam: Computer Graphics, , 0
3. Martišek, D.: Matematické principy grafických systémů, Littera, Brno 2002
Literatura - doporučená:
1. Martišek, D.: Matematické principy grafických systémů, Littera, Brno 2002
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3A-P prezenční studium B-MAI Matematické inženýrství -- kl 3 Povinný 1 2 Z