3582317429

Grafika komputerowa i wizualizacja (SI)

Tematyka wykładów:

•    Wprowadzenie do grafiki komputerowej

o Pojęcia syntezy, przetwarzania i analizy obrazów.

o Modele oświetlenia lokalnego i globalnego, metody renderingu (grafika realistyczna, czas rzeczywisty syntezy).

o Architektura komputerowego systemu graficznego (karta graficzna, GPU, pamięć obrazu, itp.). o Kodowanie kolorów w pamięci obrazu (bufor ramki, indeksowanie z LUT (ang. Look-Up Table)). o Monitory LCD (parametry, zasada działania).

•    Potok graficzny

o Dane wejściowe w systemach graficznych - scena 3D (reprezentacja wielokątowa obiektów, kamera, źródła światła, materiały).

o Wykorzystanie rachunku macierzowo-wektorowego do transformacji geometrii (podstawowe

przekształcenia geometryczne, składanie i odwracanie przekształceń, przekształcenia euklidesowe afiniczne).

o Architektura potoku graficznego czasu rzeczywistego (aplikacja->przetwarzanie geometrii->rasteryzacja).

*    Transformacja modelu.

*    Transformacja widzenia.

*    Cieniowanie wierzchołków.

»    Rzutowanie.

*    Obcinanie.

■    Transformacja do współrzędnych rastrowych.

■    Wypełnianie trójkątów.

*    Cieniowanie pikseli.

*    Łączenie danych (bufor Z), o Równanie oświetlenia i cieniowanie.

*    Pojęcie modelu oświetlenia.

*    Model oświetlenia Phong'a: obliczanie składowych ambient, diffuse, specular.

■    Cieniowanie płaskie i Gouraud'a.

o Potok teksturowania (mapowanie tekstur bitmapowych, filtrowanie tekstur).

•    Obraz rastrowy

o Tworzenie obrazu rastrowego (pojęcia próbkowania, integracji i kwantyzacji), o Częstotliwość próbkowania obrazu, teoria próbkowania Nyquista-Shannona. o Reprezentacja obrazu w dziedzinie częstotliwości, przekształcenie Fourier'a. o Rekonstrukcja obrazu, o Aliasing i metody zmniejszania aliasingu.

•    Grafika rastrowa

o Zasady rysowania kształtów geometrycznych w rastrze (rysowanie punktów, odcinków, okręgów, linii przerywanych).

o Wypełnianie obszarów w rastrze (algorytm spanline'owy (ang. edge-walking)). o Kopiowanie obszarów z wykorzystaniem funkcji logicznych (ang. bit-blitting). o Przezroczystość (ang. alpha blending).

■ Kolor w grafice komputerowej

o Aparat widzenia człowieka, budowa i model działania, o Sposoby definiowania barw. o Widmowy rozkład energetyczny, o Funkcje dopasowania barw, przestrzeń barw CIE RGB. o Przestrzeń barw CIE XYZ, wykres chromatyczności, gama barw. o Punkt bieli.

o Profile kolorów (profil sRGB).

•    Programowanie grafiki komputerowej

o Biblioteka OpenGL, sprzętowo-programowa architektura biblioteki, o Biblioteka OpenGL ES. o Biblioteka GLUT.

o Biblioteka GLUI, programowanie graficznych interfejsów użytkownika (GUI), o Shader'y, pojęcie fragmentu, o GPGPU, biblioteka CUDA, standard OpenCL.

•    Synteza obrazów realistycznych