Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Grafika komputerowa
Koordynator przedmiotu:
dr hab inż. Barbara Putz Prof. PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
GRK
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2019/2020
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich: 32, w tym: wykład 15 godz., zajęcia laboratoryjne 15 godz., konsultacje – 2 godz.. 2) Praca własna studenta – 50 godz. • studia literaturowe, przygotowanie do sprawdzianów 10 godz., • wykonanie prac domowych 20 godz., • wykonanie pracy końcowej 15 godz., • wykonanie portfolio 5 godz.. RAZEM- 80 godz. -3 punkty ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1, 5 punktu ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 32, w tym: • wykład 15 godz., • zajęcia laboratoryjne 15 godz., • konsultacje – 2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 punkty ECTS – 55 godz, w tym: • wykonanie prac domowych 20 godz., • wykonanie pracy końcowej 15 godz., • wykonanie portfolio 5 godz.. • zajęcia laboratoryjne 15 godz.,
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • 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

Charakterystyka GRK_W01
ma podstawową uporządkowaną wiedzę z zakresu modelowania krzywych, powierzchni i brył
Weryfikacja: sprawdzian 1, sprawdzian 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o
Charakterystyka GRK_W02
ma podstawową uporządkowaną wiedzę z zakresu algorytmów grafiki komputerowej i animacji
Weryfikacja: sprawdzian 1, sprawdzian 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W13
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o, P6U_W
Charakterystyka GRK_W03
ma uporządkowaną wiedzę na temat korzystania z systemów grafiki komputerowej i systemów CAD
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka GRK_W04
ma podstawową wiedzę na temat tworzenia oprogramowania w zakresie modelowania i grafiki komputerowej
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka 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 charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U04, K_U05, K_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, I.P6S_UO, I.P6S_UU, III.P6S_UW.o
Charakterystyka 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 charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U22, K_U01, K_U04, K_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, P6U_U, I.P6S_UK, I.P6S_UO, I.P6S_UU
Charakterystyka GRK_U03
potrafi utworzyć prostą stronę internetową zawierającą dokumentację wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U02, K_U04, K_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, I.P7S_UW.o, I.P6S_UO, I.P6S_UU

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka GRK_K01
radzi sobie z rozwiązywaniem nowych, nietypowych zadań
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01, K_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK, I.P6S_KO