Počítačová grafika I

Počítačová grafika I

Kód předmětu: NPGR003 Přednáší: Josef Pelikán

Témy

úvod, grafický hardware, kreslení v rovine

vektorova a rastrova vystupni zarizeni, displeje, prokladani, palety, urychlovace, kreselni usecky (DDA, Bresenham)

kreslicí algoritmy v rovine (úsecky, krivky, vyplnování)

kruznice a elipsy (Bresenham), kresleni kubicke krivky (diferencni celociselny algoritmus), vyplnovani n-uhelnika, srafovani

vyplnování (souvislá oblast), kreslení písma, anti-aliasing

vyplnovani souvisle oblasti (seminkovy algoritmus, radkove vyplnovani), reprezentace a kresleni pisma, "font-cache", vyhlazovani, vicenasobne vzorkovani (supersampling)

orezávání orezavani usecek pomoci kodu oblasti (Cohen-Sutherland), parametricke orezavani

(Cyrus-Beck, Liang-Barsky), proudove orezavani n-uhelnika (Sutherland-Hodgman)

monochromatické zobrazování, úvod do rozptylování a púltónování

vnimani a zobrazovani sedych odstinu, pultonovani vs. rozptylovani, inkrementalni rastr reprezentovany matici, pravidelny a teckovy rastr, maticove rozptylovani

rozptylování a pultónování, úvod do barevného videní

rozptylovaci techniky: nahodne rozptylovani, metody distribuce chyby, vice vystupnich odstinu, prakticke ukazky, svetelne spektrum, fyziologie a psychologie videni

barevné videní, barevné systémy

vlastnosti a vady barevneho videni, doporuceni pro pouzivani barev, virtualni barevna primitiva XYZ, barevny gamut monitoru, barevne systemy CIE-xy, RGB, CMY(K), HSV, aditivni a subtraktivni skladani barev, prevody RGB<->HSV,

zobrazování barev

true-color zarizeni, barevne palety: univerzalni a adaptovane na konkretni obrazek, vypocet adaptovane palety shlukovou analyzou, [metodou 'octree'], Heckbertovym algoritmem ('median cut'), ruzna kriteria spojovani a rozdelovani barevnych boxu, barevne palety: typy barevnych palet, topologicke palety pro vyhlazovani ('anti-aliasing'), negraficke informace v palete (bitova maska),

barevné palety a jejich speciální pouzití, kódování obrazu, grafické formáty (strucne)

[barevne rozptylovani a pultonovani, barevny tisk,] vice obrazku soucasne ve VideoRAM, animace pomoci palety, RLE kodovani, kvadrantovy strom: kodovani (zdola-nahoru), mnozinove operace s QT, spolecne vetve, linearni ulozeni; 'X-transition list': mnozinove operace; vektorove a rastrove graficke formaty, graficke formaty PCX, Targa, GIF (strucne)

3D grafický systém, lineární transformace, slozitejsí transformace, promítací metody

schema 3D grafickeho systemu, linearni geometricke transformace, maticove transformace, homogenní souradnice, konstrukce slozenych zobrazeni, vzájemný prevod souradných systému, klasifikace linearnich projekci, rovnobezne promitani (Mongeovo, axonometrie, kosouhle) a perspektiva

promítací metody, reprezentace 3D scén, oktantový strom, CSG model

implementace projekcnich transformaci, objemove a povrchove reprezentace 3D scen, bunecny model, rychle zobrazovani bunecneho modelu, oktantovy strom, CSG reprezentace, implementace CSG, test bod x CSG strom, zobrazovani metodou vrhani paprsku (ray-casting)

povrchové reprezentace, výpocet viditelnosti

povrchove reprezentace: VHS(T), okrídlená hrana, Eulerovy operatory, hierarchicky model, algoritmus plovouciho horizontu

algoritmy na výpocet viditelnosti I

Appeluv algoritmus (carova viditelnost), maliruv algoritmus a hloubkove trideni

algoritmy na výpocet viditelnosti II

Z-buffer, Watkinsuv algoritmus (radkovy rozklad), Warnockuv algoritmus (rekurzivni deleni obrazovky), viditelnost pri kresleni "zepredu-dozadu"

Obecné informace k předmětu

• Josef Pelikán Homepage
• Obecné informace k přednášce NPGR003
• Slidy k přednášce NPGR003 ve formátu PDF
• Aktuální informace ke cvičení
• Témata pro zápočtové úlohy
• Výuková knihovna JaGrLib

Podmínky získání zápočtu

JaGrLib

Grafická knihovna, ve které se píšou zápočty

Teoretické úlohy

• Nalezení vstupních podmínek pro algoritmus, V nichž má algoritmus nejhorší paměťové nároky
  • např. Hranice pro FloodFill v osmi směrech

Referáty

• student si připraví a odprezentuje referát na cvičení

Otázky ke zkoušce

Zkouška je ústní, dostanete 2 otázky - např.

1. Půltónovaní a rozptylování

2. Rozdělení projekcí

3. Ořezávání, Cyrus-Beck

4. Vyplňování oblastí

5. Barevné systémy

6. Redukce barev

7. Kreslení křivek - obecně + ukázat na kružnici

8. CSG reprezentace

9. Quadrant tree

10. Malířův algoritmus

11. Watkinsnův algoritmus

12. Plovoucí horizont

13. Z-Buffer

...