Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Grafika komputerowa
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw.dr hab inż. Barbara Putz
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
GRK
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
3 ECTS = 80 godz., w tym: wykład 15, zajęcia laboratoryjne 15, studia literaturowe, przygotowanie do sprawdzianów 10, wykonanie prac domowych 20, wykonanie pracy końcowej 15, wykonanie portfolio 5.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1 ECTS = 30 godz., w tym: wykład 15, zajęcia laboratoryjne 15.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 ECTS = 55 godz, w tym: zajęcia laboratoryjne 15, wykonanie prac domowych 20, wykonanie pracy końcowej 15, wykonanie portfolio 5
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład225h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium225h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Kurs inżynierski matematyki. Podstawy programowania.
Limit liczby studentów:
12 osób w grupie lab.
Cel przedmiotu:
Znajomość podstawowych algorytmów grafiki komputerowej 3D i animacji 3D oraz zasad zarówno ich implementacji, jak i wykorzystania w aplikacjach graficznych
Treści kształcenia:
===WYKŁAD=== 1. Grafika rastrowa i wektorowa. Formaty plików graficznych. Elementy teorii barw. 2. Krzywe w reprezentacji Beziera, algorytmy wyznaczania. Krzywe B-sklejane drugiego i trzeciego stopnia. 3. Modelowanie powierzchni Beziera i B-sklejanych. Konstruowanie powierzchni na podstawie krzywych. Definiowanie brył CSG. Modelowanie powierzchni subdivision. 4. Modelowanie światła odbitego od powierzchni: odbicie rozproszone i lustrzane. Cieniowanie siatek wielościanowych. 5. Metody usuwania punktów niewidocznych, z-bufor. Symulacja przezroczystości i cieni. Zasady nakładania tekstury; odwzorowywanie wypukłości. 6. Algorytmy oświetlenia globalnego: metoda śledzenia promieni, metoda energetyczna, mapowanie fotonowe, path tracing, ambient occlusion. 7. Animacja kluczowa i ścieżkowa, interpolacja wykresowa. Animacja oparta na prawach fizyki, systemy cząsteczkowe. Zasady animacji szkieletów, animacja postaci i animacja twarzy. 8. Wprowadzenie do standardów OpenGL i WebGL. Procesory graficzne i technologia NVIDIA CUDA. Interaktywny ray tracing, giga-voxele i silniki gier (UnReal Engine, CryEngine). ===LABORATORIUM=== Ćwiczenie 1. Szybkie tworzenie efektów grafiki 2D i 3D z użyciem Processingu - języka do tworzenia apletów graficznych, bazującego na Javie. Ćwiczenie 2. Wprowadzenie do korzystania z modelera Rhinoceros ze szczególnym uwzględnieniem modelowania krzywych i powierzchni. Ćwiczenie 3. Wprowadzenie do korzystania z Blendera - modelowanie powierzchni subdivision, renderowanie silnikiem Cycles i różne formy animacji. Ćwiczenie 4. Wprowadzenie w podstawy użytkowania WebGL i biblioteki Three.js - tworzenie interaktywnej grafiki 3D w przeglądarce. 5. Opracowanie pracy końcowej jako kontynuacji jednego z czterech powyższych wykonanych ćwiczeń. 6. Opracowanie portfolio - witryny zawierającej raporty z wykonanych prac.
Metody oceny:
Wykład - 2 sprawdziany zaliczające. Laboratorium - suma punktów za wykonanie ćwiczeń, prac domowych i pracy końcowej oraz portfolio.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. M. Kujawińska, B. Putz, R. Sitnik: Technika obrazowa. OKNO PW. Warszawa 2005, dostępny online. 2. P. Kiciak: Podstawy modelowania krzywych i powierzchni. Zastosowania w grafice komputerowej. WNT 2005. 3. J. D. Foley, A. van Dam i in.: Wprowadzenie do grafiki komputerowej. WNT 2001. 4. R. Parent: Animacja komputerowa. Algorytmy i techniki. PWN 2012. 5. T. Roosendaal, S. Selleri: Blender 2.3. Oficjalny podręcznik. Helion 2005. 6. R. S. Wright Jr., B. Lipchak: OpenGL. Księga eksperta. Wyd. III. Helion 2004. 7. Zasoby dostępne w Internecie.
Witryna www przedmiotu:
http://iair.mchtr.pw.edu.pl/studenci/witryna/index.php (wydziałowy system SKS, wymaga logowania)
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt GRK_W01
ma podstawową uporządkowaną wiedzę z zakresu modelowania krzywych, powierzchni i brył
Weryfikacja: sprawdzian 1, sprawdzian 2
Powiązane efekty kierunkowe: K_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04
Efekt GRK_W02
ma podstawową uporządkowaną wiedzę z zakresu algorytmów grafiki komputerowej i animacji
Weryfikacja: sprawdzian 1, sprawdzian 2
Powiązane efekty kierunkowe: K_W13
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04
Efekt GRK_W03
ma uporządkowaną wiedzę na temat korzystania z systemów grafiki komputerowej i systemów CAD
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_W06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04
Efekt GRK_W04
ma podstawową wiedzę na temat tworzenia oprogramowania w zakresie modelowania i grafiki komputerowej
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_W04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt GRK_U01
potrafi posługiwać się środowiskami grafiki komputerowej (np. Blender) i CAD (np. Rhinoceros) do modelowania scen 3D
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U04, K_U05, K_U22
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U01, T1A_U03, T1A_U04, T1A_U06, T1A_U05, T1A_U07, T1A_U15
Efekt GRK_U02
potrafi posługiwać się językiem programowania grafiki (typu Processing) i biblioteką graficzną do tworzenia oprogramowania graficznego (np. prostych gier)
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U04, K_U05, K_U06, K_U22
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U01, T1A_U03, T1A_U04, T1A_U06, T1A_U05, T1A_U09, T1A_U07, T1A_U15
Efekt GRK_U03
potrafi utworzyć prostą stronę internetową zawierającą dokumentację wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U04, K_U05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U02, T1A_U07, T1A_U01, T1A_U03, T1A_U04, T1A_U06, T1A_U05

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt GRK_K01
radzi sobie z rozwiązywaniem nowych, nietypowych zadań
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01, K_K05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K01, T1A_K06