UIN3034 Comp. Geometry and Computer Graphics I

Faculty of Philosophy and Science in Opava
Winter 2013
Extent and Intensity
2/2/0. 6 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
doc. RNDr. Luděk Cienciala, Ph.D. (lecturer)
doc. RNDr. Luděk Cienciala, Ph.D. (seminar tutor)
Guaranteed by
doc. RNDr. Luděk Cienciala, Ph.D.
Institute of Computer Science – Faculty of Philosophy and Science in Opava
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Content of the course is a computer graphics in 2D, basic algorithms, basic of geometry used in computer graphics.
Syllabus (in Czech)
  • 1. Úvod - počítačová grafika, vektorová a rastrová grafika, technické prostředky pro počítačovou grafiku, barvy, barevné modely, aditivní barevný model, subtraktivní barevný model, RGB, RGBA, CMY, CMYK, HSV, HLS, YUV, YCBCR, palety - 3-3-2, 7-12-3, adaptovaná barevná paleta, grafické systémy.
    2. Obraz a jeho reprezentace, digitalizace, kvantování, vzorkování, Fourierův obraz, dopředná a zpětná Fourierova transformace, Shannonův vzorkovací teorém a frekvenčně omezená funkce, rekonstrukce spojité funkce, alias, antialising, odstranění aliasu, vzorkování s vyšší frekvencí, filtrace, stochastické vzorkování, rozstřesení.
    3. Reprezentace rastrového obrazu, matice, indexový mód, kvadrantový strom, komprese rastrového obrazu, RLE, Huffmanovo kódování, LZW, fraktální komprese, příklady rastrových formátů, PCX, GIF, PNG, TGA, TIFF, formáty pro animované sekvence MPEG, další formáty, BMP, DICOM, JPEG.
    4. Počítačová grafika v dvojrozměrném prostoru, rasterizace úsečky, DDA algoritmus, Bresenhamův algoritmus, kresba přerušované čáry, kresba silné čáry, rasterizace kružnice, kresba kružnice pomocí úseček, Bresenhamův algoritmus pro kresbu kružnice, rasterizace elipsy.
    5. Křivky - vyjádření a základní vlastnosti křivek, modelování křivek, racionální křivky, neracionální křivky, interpolační, aproximační křivky, Fergusonovy kubiky, Bézierovy křivky, algoritmus Casteljau, Béierovy kubiky, B-spline křivky, Coonsova kubika, NURBS křivky, spojitost
    6. Generování značek, znaků, písmo, písmo čárové, rastrové, problémy s estetickým vzhledem vykresleného textu, oblasti, vyplňování polygonálních oblastí, řádkové vyplňování, vyplňování vzorem, šrafování, vyplňování hranice nakreslené v rastru, 4spojitá, 8spojitá oblast, jednoduché semínkové vyplňování, řádkové semínkové vyplňování, vyplňování rastrové oblasti vzorem, šrafování rastrové oblasti, řádkové vyplňování se seznamem aktivních hran, inverzní vyplňování, vyplňování šablony.
    7. Transformace okno, formát, ořezávání, ořezávání úsečky, ořezávání s pomocí kódů oblasti, postupné půlení úsečky, parametrické ořezávání, ořezání polygonu, Sutherland-Hodgmanův algoritmus, Weiler-Athertonův algoritmus
    8. Transformace barev, polotónování, rozptylování, náhodné rozptýlení, maticové rozptýlení, distribuce zaokrouhlovací chyby, barevná paleta
    9. Mapování, dopředné mapování, zpětné mapování, separabilní operace, převzorkování, konvoluce, geometrické transformace lineární, nelineární, změna rozlišení, interpolace nejbližším sousedem, bilineární interpolace, Parzenovo okno, otáčení diskrétního obrazu, histogram, operace s vyhledávací tabulkou, často používané operace - prahování, ohraničené prahování, gama korekce, ekvalizace.
    10. Geometrie - afinní prostor, euklidovský prostor, kartézská soustava souřadnic, shodná zobrazení euklidovského prostoru, shodnosti v E2, shodnosti v E3, podobná zobrazení eukleidovského prostoru, změna měřítka a složené transformace, souřadné systémy a transformace, velikost vektoru a vzdálenost dvojice bodů, skalární součin vektorů, vektorový součin vektorů, smíšený součin vektorů, vzdálenost bodu od přímky v rovině, vzdálenost bodu od přímky v prostoru, poloha bodu vůči přímce a úsečce, poloha bodu vůči kružnici a kouli, vzdálenost bodu od roviny, poloha bodu vůči mnohoúhelníku, kružnice zadána třemi body, analytická geometrie.
Literature
    recommended literature
  • Egerton, P. A., Hall, W. S. Computer Graphics - Mathematical first steps. Pearson Education, 1999. info
  • ŽÁRA, J., BENEŠ, B., FENKEL, P. Moderní počítačová grafika. Brno Computer Press, 1998. ISBN 80-7226-049-9. info
  • Hudec, J. Algoritmy počítačové grafiky. Praha, ČVUT, 1997. info
  • Granát, L., Selechovský, H. Počítačová grafika. Praha, ČVUT, 1995. info
  • Drs, L., Ježek, F., Novák, J. Počítačová grafika. Praha, ČVUT, 1995. info
  • Sobota, B. Počítačová grafika a jazyk C. České Budějovice, KOOP, 1995. info
  • Žára, J., Sochor, J. Algoritmy počítačové grafiky. ČVUT Praha, 1993. info
  • Skála, V. Světlo, barvy a barevné systémy v počítačové grafice. Praha, ČVUT, 1993. info
  • Drdla, J. Metody modelování křivek a ploch v počítačové geometrii. Olomouc, UP, 1992. info
  • Slavík, P. Metody zpracování grafické informace. Praha, ČVUT, 1992. info
  • Poláček, J., Ježek, G., Kopincová, E. Počítačová grafika. Praha, 1991. info
  • Drs, L. Plochy ve výpočetní technice. Praha, ČVUT, 1984. info
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course can also be completed outside the examination period.
Teacher's information
Credit: full-time students wrote the exercises two credit tests scored more than 30 points per test. Tests consist of three parts: a theoretical part (10 points), the numerical part (10 points) and a practical part (10 points). A necessary condition for the exam is registation to the date of the final test at: http://axpsu.fpf.slu.cz/ ~ cie10ui/index.php. The students can get bonus points (maximum 10 points) - for submission of practical tasks the day of the exercise, to which the job is submitted or for solving complex computational problems. Each student prepares a specified project, which is rated up to 30 points. Submission of the project is a necessary condition for the granting of credit. On the selected project can sign a maximum of two full-time students the second week of the semester of the academic year and at: http://axpsu.fpf.slu.cz/ ~ cie10ui/index.php. The deadline of submission of the project is midterm week of the semester. For every further week, the maximum number of points that a student can get for the project, reduced by 50 percent. The project includes a user manual, which describes the procedures used, algorithms. The credit is necessary to obtain total (2 + test project) 55 points.
Exam: The exam exam can get 70 points. For the successful completion you need to get at least 35 points. Mark is determined by adding the points for the exam and points that the student earned during the semester.
The course is also listed under the following terms Winter 1993, Winter 1994, Winter 1995, Winter 1996, Winter 1997, Winter 1998, Winter 1999, Winter 2000, Winter 2001, Winter 2002, Winter 2003, Winter 2004, Winter 2005, Winter 2006, Winter 2007, Winter 2008, Winter 2009, Winter 2010, Winter 2011, Winter 2012, Winter 2014, Winter 2015, Winter 2016, Winter 2017, Winter 2018, Winter 2019, Winter 2020, Winter 2021, Winter 2022, Winter 2023, Winter 2024.
  • Enrolment Statistics (Winter 2013, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fpf/winter2013/UIN3034