Detail předmětu
Počítačová grafika
FSI-SPG Ak. rok: 2019/2020 Zimní semestr
Předmět se vyučuje v zimním semestru 2. ročníku oboru matematické inženýrství.
Seznamuje posluchače se základy počítačové geometrie a základními algoritmy počítačové grafiky. Je zaměřen na teoretické základy počítačové grafiky – euklidovský prostor, grafická data a barevné systémy, dále projektivní prostor, geometrické transformace, základní vlastnosti a konstrukce křivek a ploch a konečně na realistické zobrazování prostorových útvarů: řešení viditelnosti, stínování a textury.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
3
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Posluchači se naučí prakticky využívat znalosti získané v teoreticky a počítačově zaměřených kursech, doplní je o znalosti technických křivek a ploch a dovednosti různým způsobem zobrazovat reálné útvary a technická data. Prohloubí schopnosti algoritmizace technických
úloh a znalosti prostředí Borland Delphi.
Prerekvizity
Deskriptivní geometrie, základní kurz algebry, základní programovací techniky a jejich implementace v Borland Delphi
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínky udělení zápočtu: Zápočet je klasifikován na základě zpracování zadaného grafického programu v Borland DELPHI a semestrální práce: zpracování rozsáhlejšího grafického programu.
Učební cíle
Úkolem kursu je prohloubit teoretické znalosti studentů získané v mat. anylýze, algebře, geometrii a předcházejících počítačově zaměřených kursech. Teoretické znalosti prakticky aplikovat při vytváření geometrických modelů reálných systémů.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Chybějící účast na výuce lze nahradit písemným testem.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B3A-P: Aplikované vědy v inženýrství, bakalářský
obor B-MAI: Matematické inženýrství, povinný
Typ (způsob) výuky
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Euklidovský prostor. Topologická dimenze, křivka, plocha, těleso. Projektivní prostor, poměr, dvojpoměr. Rastrová grafika, Pixel, barevné prostory, RGB krychle
2. Základní zobrazení v rovině, jejich analytické vyjádření a skládání.
3. Analytické křivky, algoritmy jejich konstrukce. Bodová funkce, tečna a normála křivky, křivost, oskulační kružnice. Afinní kombinace, řídicí body. Bézierovy křivky, B-splajn křivky, NURBS křivky.
4. Pohyb, analytické vyjádření, softwarové modelování, principy animace.
5. Analytické vyjádření rovnoběžného a středového modelování, modelování elementárních těles
Analytické plochy. Izokřivky, tečná rovina, normála. Normálová křivost, hlavní směry a hlavní křivosti, střední a Gaussova křivost.
6. Základní metody generování ploch v CAD systémech, NURBS plochy
7. Algoritmy pro řešení viditelnosti, základní algoritmy stínování a renderingu
8. Osvětlovací modely, sledování paprsku, vrhání paprsku.
9. Hausdorffova dimenze a její měření, fraktál. Soběpodobnost a soběpříbuznost. Metoda náhodné procházky,
10. Statistická soběpodobnost, metoda přesouvání středního bodu,
11. L-systémy
12. 13. Řešení semestrálních prací
Účast na cvičení je povinná.