APZPB045 Vizualizace a virtuální realita

Fyzikální ústav v Opavě
léto 2025
Rozsah
2/2/0. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. (přednášející)
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. Ing. Petr Čermák, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(B))
Žádné
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Studenti budou seznámeni s možnostmi aplikací augmentované a virtuální reality. Nedílnou součástí výkladu bude modelování v 3D, WRML, X3D. Na cvičeních budou studenti seznámeni s aplikacemi pro modelování: Unity3D, Oculus, VTK, POV-Ray, Webots, V-Rep, Virtuální medicínské simulátory. VR presentovatelná na webu - Unity3D, WebVR, Cortona Viewer. Studenti budou moci rovněž pracovat na pokročilých prostředcích virtuální reality, HW a SW.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
vysvětlit pojmy augmentovaná a virtuální realita;
popsat a vysvětlit strukturu wrml a x3d;
popsat aplikace pro modelování: Unity3D, Oculus, VTK, POV-Ray, Webots, V-Rep, Virtuální medicínské simulátory;
popsat možnosti interakce ve virtuální realitě, haptiku;
popsat možnosti využití VR v průmyslu a dalších odvětvích.
Osnova
  • 1. Rozšířená realita, Virtuální realita – základy.

  • 2. Reprezentace prostorových objektů, struktura prostorové scény.

  • 3. Vlastnosti kamery, barvy a osvětlování.

  • 4. Volume reendering, Raycasting, aplikace v medicíně.

  • 5. Modelování v 3D, WRML, X3D, The Visualization Toolkit.

  • 6. Práce s objemovými objekty, ITK - Segmentation & Registration Toolkit.

  • 7. Modelování v Unity3D.

  • 8. Hardwareová akcelerace pomocí GPU a VolumePRO.

  • 9. Virtuální realita a robotika, virtuální simulátor Webots.

  • 10. Pokročilé prostředky virtuální reality, HW a SW.

  • 11. Interaktivních vstupních zařízení od myši, joysticku, zpracování gest z kamer, laserový skener po VR systémy.

  • 12. Viruální realita v různých odvětvích průmyslu.

Literatura
    povinná literatura
  • 1. SCHROEDER, W., MARTIN, K., LORENSEN, B. The Visualization Toolkit An Object-Oriented Approach To 3D Graphics. 4th Edition, Kitware, Inc, ISBN 1-930934-19-X.
  • SCHROEDER, W., MARTIN, K., LORENSEN, B. The Visualization Toolkit An Object-Oriented Approach To 3D Graphics.
  • JERALD, J., The VR Book: Human-Centered Design for Virtual Reality
    doporučená literatura
  • http://www.cortona3d.com/cortona3d-viewers
  • Kitware, Inc. The Visualization Toolkit User's Guide,Kitware, Inc, Kitware, ISBN 1-930934-18-1.
  • http://www.cyberbotics.com/reference.pdf
  • IBANEZ, L., SCHROEDER, W., NG, L., CATES, J. The ITK Software Guide: The Insight Segmentation and Registration Toolkit (version 1.4), Kitware, ISBN-13: 978-1930934108.
  • ŽÁRA, J., BENEŠ, B., SOCHOR, J., FELKEL, P. Moderní počítačová grafika (2. vydání). Brno: Computer Press, 2005, ISBN 80-251-0454-0.
  • http://www.vtk.org/
  • http://www.itk.org/
  • CYBERBOTICS.: Webots Reference Manual release 7.4.3, 2014 Cyberbotics Ltd. 2014 Online.
Výukové metody
Formy výuky budou následující:
1. teoretická příprava(přednášky);
2. laboratorní cvičení(příklady ve VR nebo AR).
Metody hodnocení
Aktivní účast na cvičeních. V rámci ústní zkoušky prokázání znalostí z problematiky studijního předmětu.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024.