Kód: 2-MPG-101/00

Priebežné hodnotenie: Práca na projektoch cvičenia

Záverečné hodnotenie: Písomná a ústna skúška

Výsledky vzdelávania: Študenti nadobudnú poznatky o algoritmických riešeniach základných problémov počítačovej grafiky.

Osnova predmetu:

1. Úvodné informácie
2. Transformácie v 2D a 3D
3. Otáčanie v 3D a kvaternióny
4. Reprezentácie 3D objektov
5. Určovanie viditeľného povrchu
6. Projekcie (stredové a rovnobežné premietanie)
7. Výpočet prienikov
8. Orezávanie
9. Rasterizácia a vypĺňanie oblastí
10. Antialiasing
11. Zobrazovací kanál

Cvičenie zabezpečuje Mgr. Marcel Makovník. Ďalšie informácie nájdete na webstránke cvičenia.

Literatúra:

Ružický E., Ferko A.: Počítačová grafika a spracovanie obrazu, Bratislava: Sapientia, 1995
Žára J., Beneš B., Felkel P.: Moderní počítačová grafika, Computer Press, 1998
Watt A.: 3D computer graphics (3rd edition), Addison Wesley, 1999
Schneider P., Eberly D.: Geometric Tools for Computer Graphics, Morgan Kaufmann, 2003
Hearn D., Baker M, Carithers, W.: Computer Graphics with Open GL (4th Edition), Pearson, 2010
Sederberg T.: Computer Aided Geometric Design, Brigham Young University, 2012
Angel E., Shreiner D.: Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with WebGL (8th Edition), Pearson, 2020

Doplňujúce materiály k prednáškam:

• Príklad na otáčanie pomocou kvaterniónov, Notes on Quaternions, Quaternions and Rotations, Gimbal lock
• Function-based shape modeling
• Computer Aided Geometric Design - pozri kapitolu 3. Polynomial Evaluation and Basis Conversion (str. 41-44) a 7. Planar Curve Intersection (str. 83-94)

Ďalšia doporučená študijná literatúra:

Študijný materál a poznámky dr. J. Chalmovianskej (pdf + txt):

1. Afinné transformácie
2. Modelovanie a reprezentácia 3D objektov
3. Určovanie viditeľného povrchu
4. Projekcie (premietanie) (txt)
5. Výpočet prienikov
6. Orezávanie
7. Rasterizácia (txt)
8. Antialiasing (txt), antialiasing (sken)
9. Zobrazovací kanál

Poznámky doc. V. Zaťka (pdf):

1. Nevyhnutná geometria
2. Prehľad reprezentácií geometrických objektov
3. Zobrazovací kanál
4. Rasterizácia
5. Vypĺňanie
6. Orezávanie úsečky
7. Viditeľnosť

• Príklady na precvičenie

Zaujímavé videá:

• Visualizing quaternions - séria krátkych a pútavých videí, ktoré graficky znázorňujú použitie kvaterniónov pri otáčaní v 3D a stereografickej projekcii
• Gimbal lock - vysvetlenie vzniku javu Gimbal lock (obmedzenie stupňov voľnosti) pri rotácii objektov pomocou Eulerovych uhlov

Užitočné webstránky:

• Počítačová grafika - výučbové webstránky od Mgr. Kristíny Vojtovej
• Introduction to Computing - poznámky ku kurzu o modelovaní objektov splajnami a polygonálymi sieťami
• Hyperfun - webstránky venované modelovaniu objektov pomocou implicitných funkcií - FRep
• Shadertoy - nechajte sa inšpirovať a zostavte si, či zdieľajte svoje najlepšie shadery
• ImplicitCAD, OpenSCAD - vymodelujte si objekt pomocou implicitných funkcií

Zdrojové kódy vybraných algoritmov (.py):

• Určenie viditeľnosti pomocou obálky horizontu
• Výpočet priesečníkov polynomickej krivky s osou x - Bezierovo orezávanie