- Nazwa przedmiotu:
- Grafika komputerowa
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Marcin Witkowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechatronika
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- GRK
- Semestr nominalny:
- 5 / rok ak. 2020/2021
- 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 tematów indywidualnych 20 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 tematów indywidualnych 20 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 1,2,3. Wprowadzenie do korzystania z modelera Rhinoceros ze szczególnym uwzględnieniem modelowania krzywych i powierzchni.
Ćwiczenie 4,5. Szybkie tworzenie efektów grafiki 2D i 3D z użyciem Processingu - języka do tworzenia apletów graficznych, bazującego na Javie.
Ćwiczenie 6,7. Wprowadzenie do korzystania z Blendera - modelowanie powierzchni subdivision, renderowanie silnikiem Cycles i różne formy animacji.
- Metody oceny:
- Do zaliczenia obowiązkowe jest oddanie wszystkich prac domowych.
Wykład - 2 sprawdziany (teoria+praktyka) po 10 punktów
Laboratorium - 3 tematy po 10 punktów
Łącznie max. 50,0 pkt.
• ponad 50 % do 60 % - ocena 3,0
• ponad 60 % do 70 % - ocena 3,5
• ponad 70 % do 80 % - ocena 4,0
• ponad 80 % do 90 % - ocena 4,5
• ponad 90 % - ocena 5,0
- 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:
- 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:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- 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_U04, K_U05, K_U22, K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UK, P6U_U, I.P6S_UO, I.P6S_UU, I.P6S_UW.o, 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_U01, K_U04, K_U05, K_U06, 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_U03
- potrafi utworzyć prostą stronę internetową zawierającą dokumentację wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Weryfikacja: zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych i prac domowych
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
Powiązane charakterystyki obszarowe:
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