Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Projektowanie środowiska wirtualnego

Koordynator przedmiotu:

Mgr inż. Piotr Pełka

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia II stopnia

Program:

Informatyka i Systemy Informacyjne

Grupa przedmiotów:

Wspólne

Kod przedmiotu:

1120-INCAD-MSP-0112

Semestr nominalny:

2 / rok ak. 2021/2022

Liczba punktów ECTS:

6

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

1. godziny kontaktowe – 90 h; w tym a. obecność na wykładach – 30 h b. obecność na ćwiczeniach – 30 h c. obecność na laboratoriach – 30 h 2. przygotowanie do ćwiczeń, rozwiązanie prac domowych – 20 h 3. przygotowanie do zajęć laboratoryjnych – 45 h 4. zapoznanie się z literaturą – 10 h 5. konsultacje – 5 h 6. przygotowanie do egzaminu i obecność na egzaminie – 20 h Razem nakład pracy studenta 190 h = 6 pkt. ECTS

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

1. obecność na wykładach – 30 h 2. obecność na ćwiczeniach – 30 h 3. obecność na laboratoriach – 30 h 4. konsultacje – 5 h Razem: 95 h, co odpowiada 3 pkt. ECTS.

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

1. obecność na ćwiczeniach – 30 h 2. obecność na laboratoriach – 30 h 3. przygotowanie do ćwiczeń, rozwiązanie prac domowych – 20 h 4. przygotowanie do zajęć laboratoryjnych – 45 h Razem: 125 h, co odpowiada 4 pkt. ECTS.

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład0h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium0h
• Projekt45h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Programowanie, znajomość podstawowych algorytmów i metod modelowania geometrycznego i grafiki komputerowej

Limit liczby studentów:

Bez limitu

Cel przedmiotu:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z technikami komputerowej symulacji ruchu i wizualizacji wybranych modeli fizycznych. Prowadzony projekt zespołowy obejmuje zaprojektowanie, implementację i integrację systemu informatycznego oraz naukę sprawnego posługiwania się wybranymi narzędziami, wspierającymi tworzenie środowisk wirtualnych.

Treści kształcenia:

Grupowy projekt obejmuje skonstruowanie lub wybór istniejącego silnika gry oraz stworzenie gry opartej o ten silnik. Projekt składa się z podstawowych komponentów: - logiki gry (zarządzanie zdarzeniami i obiektami, AI przeciwników, sieć, menedżer sceny); - modułu dynamiki, pobierającego informacje o czynnościach osoby sterującej obiektem i przeprowadzającego obliczenia związane ze zmianami położenia obiektu w scenie zgodnie z założonymi równaniami ruchu i z uwzględnieniem elementów kształtujących zachowanie się modelu (symulacja kolizji, odbić); - modułu interakcji, komunikującego się z osobą obsługującą aplikację, symulującego stany awaryjne, z wykorzystaniem dostępnych manipulatorów ze sprzężeniem zwrotnym (kierownica, joystick); - modułu pola walki, zajmującego się przetwarzaniem danych dotyczących otoczenia i warunków zewnętrznych (np. pogodowych) oraz zachowaniem innych obiektów znajdujących się w scenie wirtualnej i wykrywaniem kolizji z tymi obiektami; - bloku wizualizacji, wykorzystującego informacje z modułu dynamiki i pola walki, przetwarzającego dane o położeniu obserwatora i generującego jego otoczenie (wyświetlanie świata, postaci, obiektów, efektów, napisów); - bloku synchronizacji (architektura klient-serwer, obsługa sieci i wielu graczy, synchronizacja czasu); - warstwy dźwiękowej (odgrywanie dźwięków w przestrzeni 3D).

Metody oceny:

Aktywne uczestnictwo w tworzonym projekcie zespołowym, zaliczenie poszczególnych etapów zadania. Przygotowanie prezentacji/referatu oraz dokumentacji wykonanej części modułu.

Egzamin:

nie

Literatura:

1. V.L. Arnold, Metody matematyczne mechaniki klasycznej, PWN, Warszawa 1981. 2. M. DeLoura, D. Treglia, Perełki programowania gier, Tom 1, 2 i 3, Helion, 2002. 3. J.G. de Jalon, E. Bayo, Kinematic and dynamic simulation of multibody systems, Springer-Verlag New York 1994. 4. E.J. Haug, R. C. Deyo, Real-time integration methods for mechanical system simu-lation, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1991. 5. J. Manerowski, Identyfikacja modelu dynamiki ruchu sterowanych obiektów lata-jących, WN ASKON, Warszawa 1999. 6. G.D. Padfield, Dynamika lotu śmigłowców, WKiŁ, Warszawa 1998. 7. A.A. Shabana, Dynamics of Multibody Systems, Cambridge University Press. 8. K. Stefański, Wstęp do mechaniki klasycznej, PWN, Warszawa 1999. 9. Y. Takahashi, M.J. Robins, D.M. Auslander, Sterowanie i systemy dynamiczne, WNT, Warszawa 1976.

Witryna www przedmiotu:

brak

Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W01

Zna zaawansowane metody, narzędzia i technologie do efektywnego modelowania, przetwarzania i interakcji użytkownika z elementami środowiska wirtualnego
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U01

Posiada umiejętność gromadzenia, selekcji i krytycznej interpretacji informacji technicznej, zdolność formułowania poglądów, idei, hipotez, problemów i ich rozwiązań oraz zdolność ich wyrażania i prezentowania, np. w zespole badawczym w zakresie mechaniki klasycznej
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_U01, I2_U06, I2_U09, I2CC_U01, I2CC_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka U02

Dostrzega ograniczenia i słabe strony istniejących narzędzi informatycznych związanych z projektowaniem rzeczywistości wirtualnej
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_U05, I2CC_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka U03

Potrafi projektować modele rzeczywistości wirtualnej, ze szczególnym uwzględnieniem architektury komputera (GPU)
Weryfikacja: ocena jakości, terminowości oraz strony technologicznej wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_U02, I2CC_U03, I2CC_U04, I2_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka U04

Potrafi zaprojektować poprawną dynamicznie interakcję użytkownika z systemem czasu rzeczywistego
Weryfikacja: ocena jakości, terminowości oraz strony technologicznej wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2CC_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka U05

Potrafi pracować indywidualnie, w zespole oraz kierować niedużym zespołem
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji, ocena jakości, terminowości oraz strony technologicznej wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka U06

Potrafi zdefiniować fazy realizacji oraz praktycznie przeprowadzić złożone przedsięwzięcie informatyczne
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji, ocena jakości, terminowości oraz strony technologicznej wykonanego projektu
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K01

Jest świadomy roli wiedzy w rozwiązywaniu problemów i rozumie potrzebę zasięgania opinii ekspertów
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka K02

Jest przygotowany do myślenia i działania w sposób kreatywny i przedsiębiorczy
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Charakterystyka K03

Ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania w ramach pracy zespołowej
Weryfikacja: ocena zawartości merytorycznej referatu i przeprowadzonej dyskusji
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I2_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: