Západočeská univerzita
Katedra informatiky a výpočetní techniky

APG - Algoritmy počítačové grafiky

2012/2013
Rozsah: 3 + 2 , 6 kreditů

NEWS

  • Veškeré vývojové nástroje Microsoft, včetně C# a .NET Visual studio, je možno nakopírovat pro nekomerční účely na váš osobní počítač zdarma - registrace SW u kolegů - místnost UL 401.

  • Některé přednášky budou realizovány kolegy nebo budou nahrazeny v následujícím nebo předchozím týdnu v době cvičení APG.
    Tato je změna vynucená jinými pracovními povinnostmi.

Děkuji Vám předem za pochopení.

 


2009/2010

 

Přednášející: Prof.Ing.Václav Skala, CSc.

http://www.VaclavSkala.eu

Cvičící: Prof.Ing.Václav Skala, CSc.  

POPIS

APG je 6-ti kreditový předmět, jehož účelem je analýza algoritmů počítačové grafiky a vizualizace dat, návrh možných modifikací a jejich vyhodnocení. Rozvoj tvůrčích schopností v oblasti návrhu algoritmů.

Předpokládá se:

Absolvováním předmětu rozvinete schopnost

Pokud Vaše práce bude úspěšná, lze ji rozšířit v rámci předmětu KIV/OPPG (Oborový projekt-grafika) a později i na diplomovou práci se mnou, která bude realizována jako součást odborného projektu.

ČASOVÁ NÁROČNOST

Aktivity   Časová
náročnost[h]
Kontaktní výuka   62
Vypracování seminární práce v magisterském studijním programu [40-50]   40
Příprava prezentace (referátu) [1-10]   5
Příprava na zkoušku [30-60]   30
Projekt individuální [40]   20
Celkem   157

Časová náročnost je ve shodě s akreditací předmětu - převzato z http://portal.zcu.cz

ZÁPOČET

V rámci tohoto předmětu se všechny dokumenty v elektronické podobě ukládají na PORTAL, tištěná podoba dokumentu [pouze zpráva] se odevzdává dle dispozic cvičícímu.

Student sám nebo ve skupině vypracovává řešení netriviálního úlohy - semestrální práci - na zadané téma, která zahrnuje zejména:

  1. rešerši publikací o metodách řešících daný nebo obdobný problém,
  2. teoretické porovnání vlastností známých metod,
  3. návrh modifikace vybraného relevantního algoritmu, resp. návrh vlastního řešení,
  4. implementaci a experimentální ověření vlastností implementace,
  5. vyhodnocení experimentů a řádnou dokumentací
  6. seznam použité literatury s řádnou citací atd.
    Doporučuji
    • použité materiály přiložte v elektronické podobě,
    • pokud se vychází z podkladů vedoucího práce, resp. kolegy, např. Josefa Votruby jasně vyznačí v textu ... dle [Vot99a] ...a v seznamu použité literatury  uvede
      [Vot99a] Votruba,J.: Jak jsem letěl na měsíc, neveřejné zdroje/osobní komunikace/pracovní materiály, 1999 apod.
  7. prezentaci výsledků na odborném semináři - obvykle předposlední nebo poslední výukový týden v  semestru
    trvání jedné prezentace 20 min + 10 min. diskuze.
    Aktivní účast všech studentů je povinná, omlouvá pouze nemoc - doklad o pracovní neschopnosti od lékaře, či jiné velmi závažné důvody.
  8. celkovou dokumentaci, včetně prezentace ve formátu PowerPoint, je nutné odevzdat před odborným seminářem, a to jak v elektronické podobě, tak i tištěné podobě (oboustranný tisk vítán).
    Po prezentaci bude možné prezentace opravit a prezentace budou následně zveřejněny.

Možný bodový zisk

Na cvičeních se zadávají malé úložky, které se na cvičení řeší a jejich dořešení se obvykle odevzdává na následujícím cvičení. Jejich odevzdání v uspokojivé kvalitě je nutnou podmínkou.

Dále se zadávají:

K získání zápočtu je nutné získat alespoň 25 bodů ze cvičení

ZKOUŠKA

Studenti se na zkoušku zapisují standardním způsobem přes PORTAL.
Nedostavení se na zkoušku bez vážného důvodu je hodnoceno známkou neprospěl.
Před zkouškou musí být zapsán zápočet v indexu a ve STAGu.

Předběžně (není přidělená místnost v rezervačním systému), definitivní údaje na PORTALu

Termín Zkouška Čas Místnost
1. 10.ledna 2013 9:30-11:55  
2. 24.ledna 2013 9:30-11:55  
3. 7.února 2013 9:30-11:55  

Studenti se shromáždí před posluchárnou minimálně 10 min. před zahájením zkoušky. 

Upozornění:

HODNOCENÍ ZKOUŠKY

výborně: S > 85 bodů  
velmi dobře S > 75 bodů  
dobře: S > 60 bodů  
neprospěl: S <= 60 bodů včetně  

Obecná pravidla

ZKOUŠKA

Upozornění:

Při získání dostatečného počtu bodů k absolvovaní předmětu může být zkouška na základě bodového hodnocení zapsána v době  termínu další zkoušky. Po posledním termínu zkoušky bude stanoven termín zápisu známky do indexu. Po té budou zkouškové archy uzavřeny a příslušnou známku do indexu a do archu nebude možno zapsat.

SYLABUS (informativní obsah a pořadí přednášek může být odlišné od pořadí v seznamu)

  1. Seznámení se s problematikou předmětu a úvod do předmětu.
    Typické výpočty v počítačové grafice, přesnost numerických operací a numerická reprezentace.
    Složitosti algoritmů a jejich vlastnosti časová náročnost, robustnost, přesnost apod., způsoby posuzování algoritmů a vyhodnocování jejich vlastností.
  2. Základní možnosti urychlení algoritmů, předzpracování, dělení prostoru a paralelní zpracování, vliv předzpracování na run-time, programování s vlákny (threads).  
  3. Vektory, matice a operace s nimi.
    Eukleidovský prostor a jeho projektivní rozšíření, homogenní souřadnice.
    Dualita, geometrická interpretace a použití. Kvaterniony a jejich použití.
    Geometrické transformace a jejich reprezentace, reprezentace bodů, vektorů a dalších geometrických objektů.
  4. Lineární interpolace s lineární a nelineární parametrizací.
    Výpočet průsečíků přímky a roviny/kvadriky v Eukleidovském a projektivním prostoru. Pluckerovy souřadnice a aplikace duality.  
  5. Metody projekce E3 do E2, typy projekcí, jejich reprezentace, pohledová pyramida, její parametry a vliv na přesnost výpočtu / zobrazení, algoritmy řešení viditelnosti, pseudo-hloubka. 
  6. Metody ořezávání v E2 a E3 a množinové operace s objekty. Modifikace pro homogenní souřadnice.
  7. Nelineární interpolace ("spline" křivky a plochy, interpolace v rastru - obrazy)
    Radiální bázové funkce - interpolace, aplikace a rekonstrukce. 
  8. Reprezentace objektů v počítačové grafice a vizualizaci dat, hranové, povrchové a objemové reprezentace, CSG stromy a implicitní reprezentace a modelování.
    Vliv datových struktur na rychlost výpočtu, eliminace duplicitních elementů, dělení prostoru.
  9. Strukturované a nestrukturované sítě, reprezentace povrchu a skalárních polí, roztroušené body, radiální bázové funkce a jejich použití.
  10. Volumetrická data, metody a jejich aplikace. Výpočet iso-ploch, výpočet normál a gradientu, STL formát pro CAD systémy.
  11. Barvy a barevné systémy a jejich aplikace v zobrazovacích systémech. Modely stínování a osvětlení. 
    Metoda sledovaní paprsku. Testy a výpočty průsečíků přímek (paprsků) s objekty. Výpočet průsečíku přímky s kvadratickou plochou. Metody detekce kolizí. Akcelerační techniky, metoda binárních masek a její použitelnost.
  12. Pohyb pevných těles, kinematika, inverzní kinematika, dynamika, deformace objektů.
  13. Prezentace semestrálních prací

V průběhu semestru budou realizovány vybrané přednášky a to i kolegů ze zahraničí pracujících na relevantních tématech. Termíny přednášky budou včas oznámeny.

TEXT: (Požadované)

TEXT (Doporučeno)

Poslední změna stránky: 10.09.2013