Počítačová grafika 2

Garant předmětu:

Pavel Strachota

Přednášející:

Pavel Strachota

Cvičící:

Pavel Strachota

Předmět zajišťuje:

katedra matematiky

Anotace:

Druhá část dvousemestrálního předmětu „Počítačová grafika“ začíná stručnou teorií signálu v kontextu v počítačové

grafice všudypřítomného aliasingu. Dále výklad představuje strukturovaný přehled základních problémů v trojrozměrné

počítačové grafice a jejich řešení, od popisu trojrozměrné scény až po její realistické zobrazení. Důraz je kladen na

matematický popis problémů a výklad příslušných algoritmů s využitím znalostí z širokého spektra předmětů

vyučovaných na FJFI (matematická analýza, lineární algebra, pravděpodobnost a statistika, teorie informace, teorie

kódování, základy algoritmizace, teorie složitosti, numerická matematika). Výklad ukazuje praktické aplikace těchto

teoretických disciplín, avšak nevyžaduje jejich hlubší znalost. Pozornost je věnována též otázce implementace

probíraných algoritmů, návrhu datových struktur apod. Na poslední přednášce je demonstrována řada probraných

konceptů pomocí volně dostupného softwarového nástroje pro 3D modelování Blender.

Požadavky:

Podmínky k úspěšnému absolvování předmětu PGR2:

Student / studentka (dále jen student) získá zápočet z předmětu PGR2, právě když současně splní následující podmínky:

1. Splní účast na přednáškách (alespoň 50%).

2. Samostatně a svědomitě vypracuje zápočtovou práci, na které se dohodne s přednášejícím. Dodrží při tom pokyny, které jsou k danému (typu) zadání uvedeny na této webové stránce (struktura programu, resp. dokumentu, nazbytné náležitosti, výstupní formát atd.). K těmto pokynům patří i obecné požadavky uvedené níže.

3. Tuto práci odevzdá zpravidla elektronickou formou (e-mailem, MS Teams) a vyučující k ní nebude mít žádné výhrady.

Student složí zkoušku z předmětu PGR2, jestliže se po předchozí domluvě dostaví na osobní pohovor, kde:

1. Vyučujícímu předvede funkci své zápočtové práce a prokáže porozumění tématu a skutečnost, že práci vypracoval sám (tj. např. dokáže odpovědět na dotazy týkající se kódu programu).

2. Prokáže teoretickou znalost problematiky. Teoretické otázky zpravidla souvisí s tématem zápočtové práce.

Kompletní znění obecných podmínek je k dispozici na:

https://saint-paul.fjfi.cvut.cz/base/cs/POGR-credit

Konkrétní možnosti výběru témat zápočtových prací PGR2 jsou k dispozici na:

https://saint-paul.fjfi.cvut.cz/base/cs/POGR2-topics

Osnova přednášek:

1. Úvod do teorie signálu

2. Cíle počítačové 3D grafiky

3. Křivky a plochy

4. Reprezentace pevných těles

5. Techniky procedurálního modelování

6. Geometrické transformace objektů pomocí matic

7. Promítání

8. Řešení viditelnosti

9. Osvětlování a stínování

10. Aplikace textur

11. Sledování paprsku a fyzikálně založené zobrazovací metody

12. Modelování a renderování 3D scén pomocí programu Blender

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] S. Marschner, P. Shirley: Fundamentals of Computer Graphics (4th ed.), CRC Press, Taylor & Francis Group, 2016.

[2] J. F. Hughes, A. van Dam, M. McGuire, D. F. Sklar, J. D. Foley, S. K. Feiner, K. Akeley: Computer Graphics:

Principles and Practice (3rd ed.), Addison Wesley, 2014.

[3] T. Akenine-Möller, E. Haines, N. Hoffman, A. Pesce, M. Iwanicki, S. Hillaire: Real-Time Rendering (4th ed.), CRC

Press, Taylor & Francis Group, 2018.

Doporučená literatura:

[4] D. Shreiner, G. Sellers, J. Kessenich, B. Licea-Kane: OpenGL Programming Guide (8th ed.), Addison Wesley,

Pearson Education, 2013.

[5] Žára, Beneš, Sochor, Felkel: Moderní počítačová grafika. Computer Press, Praha, 2005.

[6] P. Prusinkiewicz, A. Lindenmayer: The Algorithmic Beauty of Plants. Springer Verlag, 1990.

Studijní pomůcky:

Počítačová učebna Windows/Linux, Programovací jazyky C, C++, Java, C#, MS Visual Studio, knihovny Qt, SDL,

OpenGL, DirectX, Blender, 3dsMax.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Fyzikální inženýrství - Počítačová fyzika (volitelný předmět)
• Aplikovaná algebra a analýza (volitelný předmět)
• Aplikace informatiky v přírodních vědách (povinný předmět programu)
• Aplikované matematicko-stochastické metody (volitelný předmět)
• Aplikovaná informatika (povinný předmět programu)
• Matematické inženýrství - Matematická informatika (PS)
• Matematické inženýrství - Matematické modelování (volitelný předmět)
• Matematické inženýrství - Matematická informatika-5248 (PS)