Počítačová grafika

Garant předmětu:

Petr Felkel

Přednášející:

Petr Felkel

Cvičící:

Petr Felkel, 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++, programování a ladění kódu, 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. Seminář o transformacích. První kontrola semestrálních projektů

8. Textury

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:

Cílem předmětu je vysvětlit základní pojmy a principy používané v počítačové grafice, jako jsou např. zobrazovací řetězec (postup zobrazování scény), geometrické transformace, osvětlovací model a naučit se naprogramovat jednoduchou interaktivní aplikaci využívající knihovnu OpenGL.

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

Další informace:

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

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2021 (PS)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2021 (VO)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2021 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Informační bezpečnost, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, 2024 (VO)
• Bc. specializace Manažerská informatika, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačová grafika, 2024 (PS)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Webové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové inženýrství, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Umělá inteligence, 2024 (volitelný předmět)
• Bc. specializace Teoretická informatika, 2024 (volitelný předmět)