Kód: 2-MPG-211/15
Priebežné hodnotenie: samostatná práca
Cieľ: Oboznámiť s filozofiou procedurálneho modelovania a predstaviť rôzne grafické metódy z pohľadu procedurálneho modelovania.
Osnova predmetu:
Témy na samostatné projekty:
- Naprogramovať viacero generátorov kvázináhodných čísel (Halton, Van der Corput, Hammersley) a vizuálne ich porovnať (pomocou 2D alebo 3D bodov s náhodnými súradnicami) s interným generátorom a ďalším naprogramovaným LCG.
- Vykresliť 2D textúru vytvorenú pomocou turbulencie a Perlinovho šumu. Použite napr. charakteristickú funkciu pre mramor alebo drevo.
- Vytvoriť obrázok pomocou difúzne ohraničenej agregácie (DLA). Využite fraktálny Brownov pohyb (fBM) vypočítaný pomocou súčtu oktáv šumu.
- Vykresliť vzory pomocou Grayovho-Scottovho modelu reakčnej difúzie v 2D s aspoň dvomi morfogénmi.
- Vykresliť papraď alebo inú rastlinu pomocou stochastického IFS. Použite matice základných transformácií (rotácia, posunutie, škálovanie, skosenie) a pridajte do niektorej z nich náhodnú zmenu (číslo). Vynásobte ich a použite ich ako affinnú transformáciu pre generovanie IFS.
- Vytvoriť terén v 3D pomocou metódy diamant-štvorec (midpoint displacement) a dopredu určenej funkcie či výškovej mapy. Použite aj modulačnú funkciu pre ovplyvnenie výšky generovanej náhodne.
- Naprogramovať 1D celulárny k-stavový automat alebo dvojstavový 2D automat. Jednoduchší 1D dvojstavový (Wolframov) automat je za polovicu bodov.
Literatúra:
David Ebert et al: Texturing and Modeling A Procedural Approach (3rd Edition), Morgan Kaufmann 2002Užitočné odkazy:
Testing Random Numbers Generators (pdf) - krátky článok o pár generátoroch náhodných čísel a ich testovaní
Generating Perlin Noise - stránka softvérového vývojára Andreasa Jönssona
Understanding Perlin Noise - vysvetlenie myšlienky vytvárania textúr pomocou Perlnového šumu
Computer Graphics for the 'rest of us' - stránky pre všetkých, ktorí chcú spoznať základné techniky programovania počítačovej grafiky
Texture Generation using Random Noise - Lodeho tutoriál počítačovej grafiky
Perlinova šumová funkce a její aplikace - krátky článok o Perlinovom šume zo seriálu o fraktáloch
Reaction-Diffusion Tutorial - návod na vytvorenie simulácie správania sa dvoch morfogénov použitím Gray-Scott modelu
Inigo Quilez: articles - články popularizátora počítačovej grafiky, ktorý rád robí nádherné obrázky a zdieľa ich na internete
Fraktály na root.cz - seriál o fraktáloch z pohľadu bývalého učiteľa počítačovej grafiky
Fraktály - články o fraktáloch s galériou fraktálov od Pavla Tišnovského
Fraktálni geomerie - webstránka zaoberajúca sa zakladmi fraktálnej geometrie
PlaNET Alife - web skupiny Artificial Life, zaoberajucej sa teoretickými otázkami umelého života a možnosťami jeho aplikácií
Elementary Cellular Automaton - základy 1D celulárnych automatov od Wolframu
MCell - objavte svet CA s online apletom od Mireka Wojtowicza
Cellular Automata - Online kniha The Nature of Code od Daniela Shiffmana pre programátorov
Cellular Automata - Ne(filozofické) úvahy o celulárnych automatoch zo Stanfordu
Exploring Emergence - princípy fungovania CA na ilustračných príkladoch
Genetic Algorithms - malý tutoriál o genetických algoritmoch s interaktívnymi Java apletmi
Genetic Algorithms and Evolutionary Computation - online článok Adama Marczyka
Genetic Cars, Genetic walkers - dva zaujímavé HTML5 aplety
Particle Systems - veľmi krátky úvod do časticových systémov od Allena Martina
Build New Games: Particle Systems From the Ground Up - stránka o časticových systémoch určená pre vývojárov hier
Intro to Particle Systems in Computer Graphics - zaujímave video objasňujúce zákl. pojmy časticových systémov
Materiály na stiahnutie su prístupné len po prihlásení! (Prihlasovacie meno je modelovanie, heslo vám oznámim na požiadanie)
{show condition="modelovanie"}
Zozbierané materiály na stiahnutie:
David Ebert et al: Texturing and Modeling A Procedural Approach (3rd Edition), Morgan Kaufmann 2002 P. Zouhar: Generátor náhodných čísel, Diplomová práca, FEKT VUT, Brno 2010 Generovanie kvázináhodných čísel D. Biebighauser Testing Random Numbers Generators, University of Minnesota 2000 P. Prusinkiewicz, M. Hammel: A Fractal Model of Mountains with Rivers, Proceeding of Graphics Interface, Toronto 1993 R. Jakubíková: Perlinovy šumové funkce pro generovani textur, Bakalárska práca, FEKT VUT, Brno 2012 G. Turk: Texturing Surfaces Using Reaction-Diffusion, Dizertačná práca, University of North Carolina, Chapel Hill 1994 The Reaction-Diffusion Equations Generating Textures on Arbitrary Surfaces Using Reaction-Diffusion M. Kuderjavý: Procedurálne generovanie a zobrazovanie terénu v reálnom čase, Bakalárska práca, FI MU, Brno 2010 R. Wiesner: Užití a zneužití fraktálů, Diplomová práca, FP MU, Brno 2006 C. Guoning, et al. Interactive Procedural Street Modeling ACM transactions on graphics, vol. 27. no. 3., 2008 Celulární automaty (Znalostní technologie III - materiál pro podporu studia) M. Tomaštík: Celulární automaty (Game of Life), Bakalárska práca, FSI VUT, Brno 2010 T. Rojík: Programovatelný celulární automat v Javě, Bakalárska práca, FAV, ZU Plzeň, 2013 Simulácia celulárnych automatov pomocou prostredia MCell (prezentačné slajdy) L. Hasalová: Úloha o batohu a genetické algoritmy, Bakalárska práca, PřF, UP Olomouc, 2014 O. Škrabal: Genetické algoritmy a rozvrhovanie, Diplomová práca, FSI VUT, Brno 2010 Kvasnička, Pospíchal, Tiňo: Evolučné algoritmy, FCHPT STU, Bratislava, 2000 J. Bárta: Částicové systémy (particle systems), Semestrálna práca, FAV, ZU Plzeň, 2005 W. Reeves: Particle Systems - A Technique for Modeling a Class of Fuzzy Objects, Computer Graphics, 1983{/show condition}