UIN3035 Výp. geometrie a počítačová grafika II

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
léto 2015
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Luděk Cienciala, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Luděk Cienciala, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Luděk Cienciala, Ph.D.
Ústav informatiky – Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě
Předpoklady
UINA334 Comp. Geom. and Comp. Graph. I || UIN3034 Výp. geom. a poč. grafika I
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Návaznost na předmět Výpočetní geometrie a počítačová grafika I. Obsahem předmětu je počítačová grafika ve 3D, základní algoritmy, základy geomterie využívané v počítačové grafice.
Osnova
  • 1. Základy prostorové grafiky - Stavební kameny hraniční reprezentace: polygonální reprezentace - zmenšování počtu trojúhelníků, vyjádření a základní vlastnosti parametrických ploch - Beziérovy plochy, B - spline plochy, sada obrysů rovnoběžných řezech - reprezentace kontur, implicitní plochy - implicitní funkce, směšovací funkce a koeficient ci, zobrazování implicitních ploch.
    2. Reprezentace těles: hraniční reprezentace těles - vrcholy, hrany a stěny, hranová reprezentace, jednoduchá plošková reprezentace, strukturovaná plošková reprezentace, šablonování - přímkové plochy, rotační šablonování, vyčíslení obsazenosti prostoru a oktalové stromy, konstruktivní geometrie těles - CSG primitiva, převod CSG stromu do jiných reprezentací.
    3. Objemová reprezentace těles a vícerozměrná data: mřížky - dimenzionalita domény a typ vzorků, rozlišení dat, trojrozměrné objekty a data v diskrétní mřížce - základní objemové elementy (voxel a buňka), topologie, digitální topologie a spojitost, vícerozměrná data a neskalární vzorky, převod trojrozměrných objemových dat na trojúhelníky - algoritmus Marching Cubes, algoritmus Marching Tetrahedra, algoritmus Dividing Cubes.
    4. Procedurální modelování: fraktální geometrie - fraktální dimenze, fraktál, lineární deterministické fraktály, statistické fraktály, statistické fraktály ve vyšších dimenzí, obrysy pobřeží, hory, oblaka, kameny a fraktální planety, systémy částic.
    5. Promítání: rovnoběžné promítání, středové promítání, pohledový objem, pohledové transformace.
    6. Světlo: teorie světla, osvětlovací model - fyzikálně založené osvětlovací modely, empirické osvětlovací modely, lom světla, osvětlení v objemové reprezentaci a systémech částic - odvození integrálu pro zobrazování objemů, světelné zdroje - bodový zdroj, zdroj rovnoběžného světla, plošný zdroj, reflktor, tabulka, obloha, stínování - konstantní stínování, Gouraudovo stínování, Phongovo stínování.
    7. Řešení viditelnosti: předzpracování dat, liniové algoritmy viditelnosti, rastrové algoritmy viditelnosti - paměť hloubky, řádková paměť hloubky, malířův algoritmus, dělení obrazovky, zobrazování prostorových grafů, zobrazování objemů, - metody nehledající povrch, jednoduché zobrazení povrchu, zobrazení povrchu normálou.
    8. Stíny - dělení povrchu, stínové těleso, stínová paměť hloubky.
Literatura
    doporučená literatura
  • 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
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 1994, léto 1995, léto 1996, léto 1997, léto 1998, léto 1999, léto 2000, léto 2001, léto 2002, léto 2003, léto 2004, léto 2005, léto 2006, léto 2007, léto 2008, léto 2009, léto 2010, léto 2011, léto 2012, léto 2013, léto 2014, léto 2016, léto 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024, léto 2025.