Wprowadzenie do modułu

Grafika komputerowa jest jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin informatyki w ostatnich latach. Związane jest to z bardzo szerokim wykorzystywaniem grafiki w różnych dziedzinach niezwiązanych bezpośrednio z informatyką. Materiały dydaktyczne zawarte w czterech modułach obejmują podstawowy wykład dla tego przedmiotu. Omówiono następujące zagadnienia: podstawy grafiki komputerowej, operacje rastrowe i przekształcenia geometryczne, modelowanie obiektów, rzutowanie, eliminacja elementów zasłoniętych, światło, barwa i percepcja wzrokowa, modelowanie rozchodzenia się światła na potrzeby grafiki komputerowej, tworzenie i nakładanie tekstur, animacja komputerowa.

Proponowany podręcznik do grafiki komputerowej obejmuje 15 rozdziałów,  numeracja rozdziałów jest jednolita w całości materiałów dydaktycznych. Podręcznik został podzielony na cztery moduły.

We wstępnie do pierwszego modułu zostały określone ogólne ramy podręcznika oraz podstawowe oczekiwania wymaganych wiadomości od czytelnika. Jest też sugerowana literatura związana z tematyką całego podręcznika. Na końcu każdego modułu znajduje się bibliografia zawierająca pozycje literaturowe związane tematycznie z danym modułem. Na końcu każdego modułu znajdują się także przykładowe pytania sprawdzające wiedzę z danego modułu.

Słowa kluczowe:

grafika rastrowa i wektorowa, zastosowania grafiki komputerowej, interakcja człowiek – komputer, operacje rastrowe, geometria obliczeniowa, współrzędne jednorodne i znormalizowane, przekształcenia geometryczne, składanie przekształceń, dokładność obliczeń w przekształceniach geometrycznych, kwaterniony, rzutowanie perspektywiczne i równoległe, przekształcenie perspektywiczne, modelowanie brył, konstruktywna geometria brył (CSG), parametryzacja krzywych i powierzchni, krzywe Béziera, krzywe B-sklejane, modelowanie powierzchni, modelowanie fraktalne, algorytm eliminacji elementów zasłoniętych, budowa oka, właściwości wzroku, postrzeganie barw, modele barw, problemy reprodukcji barw, modele odbicia światła, funkcja BRDF, cieniowanie obiektów, oświetlenie globalne, śledzenie promieni, mapowanie fotonowe, metody przyspieszania śledzenia promieni, metoda energetyczna, tekstury, próbkowanie i filtrowanie tekstur, percepcja tekstur, mapowanie nierówności, mapowanie przesunięć, percepcja obrazów ruchomych, animacja poklatkowa, klatki kluczowe, animacja proceduralna, przechwytywanie ruchu.

Autorem całości materiału dydaktycznego (wszystkich czterech modułów) jest:

prof. dr hab. inż. Dariusz Sawicki
Instytut Elektrotechniki Teoretycznej i Systemów Informacyjno-Pomiarowych,
Wydział Elektryczny Politechniki Warszawskiej

MODUŁ 2

Tytuł modułu:

Kreowanie wirtualnego świata

Słowa kluczowe:

rzutowanie perspektywiczne, rzutowanie równoległe, opis macierzowy rzutowania, przekształcenie perspektywiczne, modelowanie brył, konstruktywna geometria brył (CSG), interpolacja, parametryzacja krzywych i powierzchni, krzywe Béziera, krzywe B-sklejane, modelowanie powierzchni, modelowanie fraktalne, samopodobieństwo, wielościan i zorientowanie ścian, algorytm eliminacji elementów zasłoniętych, złożoność obliczeniowa algorytmów eliminacji elementów zasłoniętych

Opis modułu:

Drugi moduł obejmuje zagadnienia związane z modelowaniem obiektów oraz rzutowaniem świata trójwymiarowego na płaszczyznę. Uzupełnieniem jest eliminacja elementów zasłoniętych jako podstawowy mechanizm kreowania poprawnego widoku wirtualnego świata. Modelowanie obiektów obejmuje podstawowe zagadnienia  związane z poprawnością i efektywnością opisu, metody opisu krzywych i powierzchni z wykorzystaniem odpowiednich równań parametrycznych, a także metody modelowania fraktalnego.

Zawartość modułu:

Rozdział 5. Rzutowanie i wirtualna kamera

Rozdział 6. Modelowanie obiektów

Rozdział 7. Modelowanie krzywych i powierzchni

Rozdział 8. Modelowanie obiektów naturalnych

Rozdział 9. Eliminacja elementów zasłoniętych