Počítačová grafika

Přednášející:

Petr Felkel (gar.)

Cvičící:

Petr Felkel (gar.), Jaroslav Sloup

Předmět zajišťuje:

katedra softwarového inženýrství

Anotace:

Studenti budou umět naprogramovat jednoduchou interaktivní 3D grafickou aplikaci (např. hru, vizualizaci,...). Naučí se navrhnout a vytvořit si prostorovou scénu, přidat textury imitující geometrické detaily a materiály (např. povrch stěny, dřevo, oblohu) a nastavit osvětlení. Zároveň se naučí základním pojmům a principům používaným v počítačové grafice, jako jsou např. zobrazovací řetězec (postup zobrazování scény), geometrické transformace, osvětlovací model, ... Získají tedy znalosti, které usnadní orientaci v oblasti počítačové grafiky a stanou se slušnými základy nezbytnými pro profesionální růst, například při programování grafických karet (GPU) a animací.

Požadavky:

Základní znalost jazyka C/C++, vhodná je i lineární algebra.

Osnova přednášek:

1. Úvod do počítačové grafiky, základní principy OpenGL, knihovna GLUT.

2. Základy programování shaderů v OpenGL 1 - program.

3. Základy programování shaderů v OpenGL 2 - data.

4. Transformace I (souřadnicové systémy, model, view).

5. Transformace II (projekce, viewport, gimbal lock).

6. Barva, světlo, materiály.

7. Textury.

8. Zobrazovací řetězec a obrazová paměť, operace s fragmenty.

9. Vstupní operace, výběr zobrazených objektů, virtuální trackball.

10. Křivky a plochy I.

11. Křivky a plochy II.

12. Reprezentace otáčení. Kvaterniony.

13. Zobrazování a osvětlování.

Osnova cvičení:

1. Úvod, semestrální projekty, překlad úloh, ukázky hotových prací

2. Základy programování shaderů. Výběr zadání samostatného projektu

3. Struktura programu (GLUT) a buffery (VBO a VAO)

4. Grafické elementy

5. Transformace

6. Stínování, světla a materiály

7. Textury

8. První kontrola semestrálních projektů

9. Křivky a plochy. Animace

10. Selekce a interakce

11. Řešení samostatné úlohy - konzultace před odevzdáním

12. Odevzdání semestrálních projektů

13. Rychlá prezentace + volba nejlepších. Zápočet

Cíle studia:

Studenti budou umět naprogramovat jednoduchou interaktivní 3D grafickou aplikaci (např. hru, vizualizaci,...).Naučí se navrhnout a vytvořit si prostorovou scénu, přidat textury imitující geometrické detaily a materiály (např.povrch stěny, dřevo, oblohu) a nastavit osvětlení. Zároveň se naučí základním pojmům a principům používaným v počítačové grafice,jako jsou např. zobrazovací řetězec (postup zobrazování scény), geometrické transformace, osvětlovací model. Získají tedy znalosti,které usnadní orientaci v oblasti počítačové grafiky a stanou se slušnými základy nezbytnými pro profesionální růst, napříkladpři programování grafických karet (GPU) a animací.

Studijní materiály:

[1] Žára, J. a kol.: Moderní počítačová grafika, Computer Press, 2004, 80-251-0454-0,

[2] Gortler, S.: Foundations of 3D Computer Graphics, The MIT Press, 2012, 9780262017350,

[3] Wolf, D.: OpenGL 4.0 Shading Language Cookbook, Packt Publishing Ltd, 2011, 978-1-849514-76-7,

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-PGR/

Na tento předmět navazuje na FITu v magisterském studiu předmět Počítačová grafika 1.

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/BI-PGR/

Rozvrh na zimní semestr 2020/2021:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2020/2021:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. program Informatika, studijní plán pro fázi studia bez oboru, verze 2015 až 2020 (VO)
• Bc. obor Bezpečnost a informační technologie, verze 2015 až 2020 (volitelný předmět)
• Bc. obor Teoretická informatika, verze 2015 až 2020 (volitelný předmět)
• Bc.obor Počítačové inženýrství, verze 2015 až 2020 (volitelný předmět)
• Bakalářský obor Informační systémy a management, verze 2015 až 2020 (volitelný předmět)
• Bakalářský obor Znalostní inženýrství, verze 2015, 2016 a 2017 (volitelný předmět)
• Bakalářský obor WSI, zaměření Softwarové inženýrství, verze 2015 až 2020 (volitelný předmět)
• Bakalářský obor WSI, zaměření Webové inženýrství, verze 2015 až 2020 (volitelný předmět)
• Bakalářský obor WSI, zaměření Počítačová grafika, verze 2015 až 2020 (povinný předmět zaměření)
• Bakalářský obor Znalostní inženýrství, verze 2018 až 2020 (volitelný předmět)