Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Komputerowe modelowanie geometryczne
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Barbara Putz prof. nzw. PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
KMG
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich 34, w tym: a) wykład - 15 b) zajęcia laboratoryjne - 15 c) egzamin - 2 d) konsultacje - 2 2) Praca własna studenta 55, w tym: a) przygotowanie do zajęć lab. - 10 b) wykonanie sprawozdań z ćwiczeń, prac domowych i projektów - 30 c) przygotowanie do egzaminu i udział w nim -15 Suma 89 (3 ECTS)
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1) Liczba godzin bezpośrednich 34, w tym: a) wykład - 15 b) zajęcia laboratoryjne - 15 c) egzamin - 2 d) konsultacje - 2 suma 34 (1,5 ECTS)
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
O charakterze praktycznym: a) zajęcia laboratoryjne - 15 b)przygotowanie do zajęć lab. - 10 c) wykonanie sprawozdań z ćwiczeń, prac domowych i projektów - 30 suma 55 (2 ECTS)
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagana wiedza w zakresie Matematyki, Zasad Programowania Strukturalnego oraz Grafiki Komputerowej, prowadzonych na studiach I stopnia.
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Gruntowna podbudowa matematyczna w zakresie geometrii różniczkowej i rzutowej, związana z modelowaniem złożonych obiektów 3D. Znajomość podstawowych algorytmów geometrii obliczeniowej. Znajomość standardów i najnowszych trendów w modelowaniu 3D. Umiejętność korzystania z zaawansowanego modelowania 3D w systemach CAD. Umiejętność implementacji różnorodnych algorytmów modelowania 3D w formie apletów w przeglądarkach i aplikacji na urządzenia mobilne z systemem Android.
Treści kształcenia:
===WYKŁAD=== Podstawy geometrii rzutowej. Współrzędne jednorodne, macierze przekształceń, kwaterniony. Elementy geometrii różniczkowej krzywych i powierzchni. Gładkość i klasy ciągłości krzywych i powierzchni; geometryczne metody oceny kształtu. Reprezentacja brył i powierzchni w postaci siatek wielościanowych. Struktura halfedge i powierzchnie o iteracyjnie zagęszczanych siatkach. Krzywe i powierzchnie dowolnego stopnia: B-sklejane, wymierne B-sklejane i NURBS. Funkcje B-sklejane i algorytm de Boora Zapis jednorodny reprezentacji. Najnowsze trendy w modelowaniu powierzchni, powierzchnie T-sklejane. Algorytmy geometrii obliczeniowej: diagramy Voronoi i ich wyznaczanie, triangulacja Delaunaya 2D i 3D, wyznaczanie otoczki wypukłej 2D i 3D, algorytm maszerujących sześcianów. Wprowadzenie do zaawansowanego używania biblioteki Three.js i języka GLSL w środowisku WebGL. Tworzenie aplikacji na platformę Android z wykorzystaniem środowiska Processing, Eclipse i ADT. Przegląd zaawansowanych systemów CAD; standardy wymiany danych (IGES, STEP, STL i inne). ===LABORATORIUM=== Ćwiczenie 1: Zaawansowane modelowanie złożonych powierzchni 3D przy użyciu dostępnych modelerów, z oceną gładkości powierzchni. Ćwiczenie 2: Wyświetlanie w Processingu funkcji B-sklejanych i krzywych NURBS. Ćwiczenie 3: Emulacja aplikacji mobilnych na Androida z wykorzystaniem Processingu. Praca domowa 1: Opracowanie apletu dla przeglądarki w formie sceny 3D lub prostej gry 3D, z użyciem WebGL. Praca domowa 2: Opracowanie gry na Androida z wykorzystaniem NURBS-ów lub algorytmów geometrii obliczeniowej i zastosowaniem Processingu i środowiska Eclipse. Opracowanie portfolio (witryny prezentującej wykonane prace laboratoryjne i domowe wraz z dokumentacją i tutorialami).
Metody oceny:
Wykład - egzamin (waga 40%). Laboratorium (waga 60%) - suma punktów za wykonanie ćwiczeń i 2 prac domowych w formie projektów (które mogą być realizowane jako zespołowe).
Egzamin:
tak
Literatura:
1. M. Kujawińska, B. Putz, R. Sitnik: Technika Obrazowa. OKNO PW. Warszawa 2005, dostępny online w wydziałowym systemie SKS. 2. B. Putz, A. Putz jr, P. Wnuk: Algorytmy i Struktury Danych. OKNO PW. Warszawa 2008, dostępny online w wydziałowym systemie SKS. 3. P. Kiciak: Podstawy modelowania krzywych i powierzchni. Zastosowania w grafice komputerowej. WNT 2005. 4. M. de Berg, M. van Kreveld, M. Overmars, O. Schwartzkopf: Geometria obliczeniowa. Algorytmy i zastosowania. WNT 2007. 5. G. Farin, J. Hoschek. M.-S. Kim - Handbook on Computer -Aided Geometric Design. North Holland 2002. 6. Zasoby w Internecie - informacje dostarczane w trakcie zajęć.
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 KMG_W01
ma pogłębioną wiedzę w zakresie geometrii rzutowej, wybranych działów geometrii obliczeniowej, geometrii różniczkowej krzywych i powierzchni
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W05, K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o
Charakterystyka KMG_W02
ma pogłębioną wiedzę w zakresie używania bibliotek graficznych do implementacji algorytmów oraz w zakresie użytkowania narzędzi CAD do modelowania zaawansowanych powierzchni
Weryfikacja: ćwiczenia laboratoryjne i projektowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
Charakterystyka KMG_W03
posiada pogłębioną wiedzę w zakresie dokumentowania prac laboratoryjnych i projektów w postaci opisów i tutoriali
Weryfikacja: ćwiczenia laboratoryjne i projektowe (portfolio na stronie www)
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka KMG_U01
potrafi zarówno implementować algorytmy geometrii obliczeniowej, jak i korzystać z zaawansowanych implementacji modelowania 3D w systemach CAD
Weryfikacja: ćwiczenia laboratoryjne i projektowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
Charakterystyka KMG_U02
potrafi pozyskiwać uzupełniające informacje z literatury i sieci Internet
Weryfikacja: realizacja projektów
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW.o, I.P7S_UK, P7U_U
Charakterystyka KMG_U03
potrafi przygotować dokumentację prac laboratoryjnych i domowych oraz projektów w postaci opisów i tutoriali na stronie www oraz dokonać jej ustnej prezentacji
Weryfikacja: ćwiczenia laboratoryjne i projektowe (portfolio na stronie www)
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UK

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KMG_K01
radzi sobie z rozwiązywaniem nowych, nietypowych zadań domowych i projektowych, również realizując projekty zespołowe
Weryfikacja: prace domowe i projektowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K01, K_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK, I.P7S_KO