Propozycje tematów dyplomowych magisterskich na r. akad. 2014/2015 kierunek Informatyka KISI

Transkrypt

1 Propozycje tematów dyplomowych magisterskich na r. akad. 2014/2015 kierunek Informatyka KISI 1. Adaptacja algorytmów oświetlenia globalnego do generacji obrazu w czasie rzeczywistym śledzenie promieni 2. Adaptacja algorytmów oświetlenia globalnego do generacji obrazu w czasie rzeczywistym metoda energetyczna 3. Adaptacja algorytmów oświetlenia globalnego do generacji obrazu w czasie rzeczywistym technika map fotonowych 4. Komputerowe wspomaganie chirurgii artroskopowej na bazie rzeczywistości rozszerzonej 5. System do modelowania stawu kolanowego na potrzeby chirurgii artroskopowej 6. Zastosowanie klasyfikatora kaskadowego do detekcji żywotności na podstawie obrazów twarzy 7. Automatyczne lokalizowanie i śledzenie twarzy na obrazach przy użyciu nieparametrycznych lokalnych transformacji 8. System zarządzania obiegiem proaktywnych dokumentów elektronicznych 9. System rozpoznawania napisów na podstawie obrazu pobieranego z urządzeń mobilnych 10. Automatyczna selekcja cech stanu gry na przykładzie gry w warcaby 11. Wykorzystanie Unity 3D do tworzenie gier uwzględniających emocje gracza 12. Tworzenie zaawansowanych modeli oświetlenia w środowisku Unity 3D 13. Tworzenie gier edukacyjnych uwzględniających emocje dzieci 14. Sterowanie grami z wykorzystaniem naturalnego interfejsu użytkownika 15. Wieloplatformowy mobilny przewodnik po Muzeum Stutthof w Sztutowie 16. Trójwymiarowa gra rzeczywistości wirtualnej uwzględniająca emocje gracza 17. Zastosowanie biblioteki OpenCV do tworzenia map głębokości na podstawie obrazów z trzech kamer 18. Wykorzystanie technologii XPointer, XLink i XPath do definiowania i wydobywania danych w wielowarstwowych dokumentów elektronicznych 19. Morfologia (reguły sklejania i reguły ortograficzne) języka naturalnego na podstawie słownika morfologicznego 20. Automatyczne dodawanie spisu treści, skorowidza i odsyłaczy do tekstów polskich ustaw 21. Rozpoznawanie emocji użytkownika gry obsługiwanej za pomocą klawiatury i myszki 22. Rozpoznawanie emocji użytkownika gry obsługiwanej za pomocą gamepada 23. Rozpoznawanie emocji użytkownika gry obsługiwanej za pomocą ekranu dotykowego

2 Źródła KISI Adaptacja algorytmów oświetlenia globalnego do generacji obrazu w czasie rzeczywistym śledzenie promieni Adaptation of global illumination algorithms for on-line image generation ray tracing dr inż. Jacek Lebiedź dr inż. Jerzy Proficz (CI TASK) Celem pracy jest projekt i implementacja tytułowej metody renderingu na potrzeby uruchamianego właśnie Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej (LZWP) z wykorzystaniem zasobów Centrum Informatycznego TASK (klaster obliczeniowy), a także równolegle dla porównania wydajności bazując jedynie na możliwościach sprzętu dostępnego w LZWP (CPU+GPU). 1. Zapoznanie się z tytułową metodą renderingu. 2. Opracowanie w ramach zespołu realizującego analogiczne prace wspólnego podejścia do zrównoleglania obliczeń na klastrze i GPU. 3. Projekt silnika graficznego uwzględniającego rozszerzenia tytułowej metody (podejście podstawowe + 2 podejścia rozszerzone). 4. Implementacja silnika graficznego w dwóch wersjach: dla klastra obliczeniowego i bazującego jedynie na GPU komputerów LZWP. 5. Porównanie szybkości działania, wymagań pamięciowych, jak również innych różnic pomiędzy powyższymi implementacjami w wybranych przypadkach testowych. 6. Podsumowanie otrzymanych rezultatów i wyciągnięcie wniosków. 1. W. Borczyk, J. Kujawski, K. Marzec: Architektura i programowanie wieloplatformowych silników gier wideo. Wydawnictwo PJWSTK S. Charneau, L. Aveneau, L. Fuchs: Functional Programming of Geometric Algebra and its Ray-Tracing Application. WSCG J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner, J. F. Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice (2nd edition). Addison-Wesley F. S. Hill jr., S. M. Kelley: Computer Graphics using OpenGL (3rd edition). Pearson Prentice Hall N. Huss: Real Time Ray Tracing. Master Thesis. Linnæuss University J. Matulewski, T. Dziubak, M. Sylwestrzak, R. Płoszajczak: Grafika, Fizyka, Metody Numeryczne Symulacje fizyczne z wizualizacją 3D. PWN M. Pharr, G. Humphreys: Physically Based Rendering, From Theory to Implementation (2 nd edition). Morgan Kaufmann, A.J. van der Ploeg: Interactive Ray Tracing, the replacement of rasterization? 9. T. Rogacewicz: Dynamiczna grafika trójwymiarowa. Modelowanie. Wydawnictwo PWSZ w Elblągu J. Sanders, E. Kandrot: CUDA by Example. An Introduction to eneral-purpose GPU Programing. Addison-Wesley P. J. Schneider, D. H. Eberly: Geometric Tools for Computer Graphics. Elsevier K. Suffern, H. H. Hu: Ray Tracing from the Ground Up. A K Peters I. Wald, Ph. Slusallek: State of the Art in Interactive Ray Tracing. Proc. of EUROGRAPHICS 01. Liczba wykonawców 2 realizacja na potrzeby projektu CD NIWA

3 Źródła Adaptacja algorytmów oświetlenia globalnego do generacji obrazu w czasie rzeczywistym metoda energetyczna Adaptation of global illumination algorithms for on-line image generation radiosity dr inż. Jacek Lebiedź dr inż. Jerzy Proficz (CI TASK) Celem pracy jest projekt i implementacja tytułowej metody renderingu na potrzeby uruchamianego właśnie Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej (LZWP) z wykorzystaniem zasobów Centrum Informatycznego TASK (klaster obliczeniowy), a także równolegle dla porównania wydajności bazując jedynie na możliwościach sprzętu dostępnego w LZWP (CPU+GPU). 1. Zapoznanie się z tytułową metodą renderingu. 2. Opracowanie w ramach zespołu realizującego analogiczne prace wspólnego podejścia do zrównoleglania obliczeń na klastrze i GPU. 3. Projekt silnika graficznego. 4. Implementacja silnika graficznego w dwóch wersjach: dla klastra obliczeniowego i bazującego jedynie na GPU komputerów LZWP. 5. Porównanie szybkości działania, wymagań pamięciowych, jak również innych różnic pomiędzy powyższymi implementacjami w wybranych przypadkach testowych. 6. Podsumowanie otrzymanych rezultatów i wyciągnięcie wniosków. 1. W. Borczyk, J. Kujawski, K. Marzec: Architektura i programowanie wieloplatformowych silników gier wideo. Wydawnictwo PJWSTK S. Charneau, L. Aveneau, L. Fuchs: Functional Programming of Geometric Algebra and its Ray-Tracing Application. WSCG J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner, J. F. Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice (2nd edition). Addison-Wesley F. S. Hill jr., S. M. Kelley: Computer Graphics using OpenGL (3rd edition). Pearson Prentice Hall J. Matulewski, T. Dziubak, M. Sylwestrzak, R. Płoszajczak: Grafika, Fizyka, Metody Numeryczne Symulacje fizyczne z wizualizacją 3D. PWN M. Pharr, G. Humphreys: Physically Based Rendering, From Theory to Implementation (2 nd edition). Morgan Kaufmann, T. Rogacewicz: Dynamiczna grafika trójwymiarowa. Modelowanie. Wydawnictwo PWSZ w Elblągu J. Sanders, E. Kandrot: CUDA by Example. An Introduction to eneral-purpose GPU Programing. Addison-Wesley P. J. Schneider, D. H. Eberly: Geometric Tools for Computer Graphics. Elsevier 2003 realizacja na potrzeby projektu CD NIWA

4 Źródła Adaptacja algorytmów oświetlenia globalnego do generacji obrazu w czasie rzeczywistym technika map fotonowych Adaptation of global illumination algorithms for on-line image generation photon mapping dr inż. Jacek Lebiedź dr inż. Jerzy Proficz (CI TASK) Celem pracy jest projekt i implementacja tytułowej metody renderingu na potrzeby uruchamianego właśnie Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej (LZWP) z wykorzystaniem zasobów Centrum Informatycznego TASK (klaster obliczeniowy), a także równolegle dla porównania wydajności bazując jedynie na możliwościach sprzętu dostępnego w LZWP (CPU+GPU). 1. Zapoznanie się z tytułową metodą renderingu. 2. Opracowanie w ramach zespołu realizującego analogiczne prace wspólnego podejścia do zrównoleglania obliczeń na klastrze i GPU. 3. Projekt silnika graficznego. 4. Implementacja silnika graficznego w dwóch wersjach: dla klastra obliczeniowego i bazującego jedynie na GPU komputerów LZWP. 5. Porównanie szybkości działania, wymagań pamięciowych, jak również innych różnic pomiędzy powyższymi implementacjami w wybranych przypadkach testowych. 6. Podsumowanie otrzymanych rezultatów i wyciągnięcie wniosków. 1. W. Borczyk, J. Kujawski, K. Marzec: Architektura i programowanie wieloplatformowych silników gier wideo. Wydawnictwo PJWSTK S. Charneau, L. Aveneau, L. Fuchs: Functional Programming of Geometric Algebra and its Ray-Tracing Application. WSCG J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner, J. F. Hughes: Computer Graphics: Principles and Practice (2nd edition). Addison-Wesley F. S. Hill jr., S. M. Kelley: Computer Graphics using OpenGL (3rd edition). Pearson Prentice Hall J. Matulewski, T. Dziubak, M. Sylwestrzak, R. Płoszajczak: Grafika, Fizyka, Metody Numeryczne Symulacje fizyczne z wizualizacją 3D. PWN M. Pharr, G. Humphreys: Physically Based Rendering, From Theory to Implementation (2 nd edition). Morgan Kaufmann, T. Rogacewicz: Dynamiczna grafika trójwymiarowa. Modelowanie. Wydawnictwo PWSZ w Elblągu J. Sanders, E. Kandrot: CUDA by Example. An Introduction to eneral-purpose GPU Programing. Addison-Wesley P. J. Schneider, D. H. Eberly: Geometric Tools for Computer Graphics. Elsevier 2003 realizacja na potrzeby projektu CD NIWA

5 Komputerowe wspomaganie chirurgii artroskopowej na bazie rzeczywistości rozszerzonej Computer assisted arthroscopic surgery on the basis of augmented reality dr inż. Jacek Lebiedź dr n. med. Piotr Łuczkiewicz (GUMed) Celem pracy jest projekt i implementacja systemu wspomagającego operację chirurgiczną rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego poprzez nałożenie modelu stawu kolanowego pacjenta (zrekonstruowanego na podstawie poprzedzającego operację badania MRI) na rzeczywisty obraz operacyjny z artroskopu. 1. Zapoznanie się z technologią operacji artroskopowej (np. ustalenie zniekształceń obrazu wprowadzanej przez kamerę artroskopu). 2. Zaproponowanie metody wizualizacji łączącej obraz modelu stawu kolanowego z obrazem rzeczywistym z artroskopu. 3. Opracowanie metody nakładania na bieżąco obrazu modelu stawu kolanowego na dwuwymiarowy obraz z artroskopu. 4. Opracowanie algorytmu śledzenia narzędzi chirurgicznych wykorzystywanych podczas operacji (w przypadku pracy dwuosobowej). 5. Projekt systemu wspomagania operacji artroskopowej. 6. Implementacja zaprojektowanego systemu. 7. Wykonanie testów. 8. Podsumowanie otrzymanych rezultatów i wyciągnięcie wniosków. Źródła 1. D. M. Bourg: Fizyka dla programistów gier. Helion G. C. Burdea, P. Coiffet: Virtual Reality Technology (Second Edition). Wiley-Interscience M. Harders: Surgical Scene Generation for Virtual Reality-Based Training in Medicine. Springer J. Matulewski, T. Dziubak, M. Sylwestrzak, R. Płoszajczak: Grafika, Fizyka, Metody Numeryczne Symulacje fizyczne z wizualizacją 3D. PWN R. Parent: Animacja komputerowa, algorytmy i techniki. PWN M. Pharr, G. Humphreys: Physically Based Rendering, From Theory to Implementation. Morgan Kaufmann, R. Riener, M. Harders: Virtual Reality in Medicine. Springer W. R. Sherman, A. B. Craig: Understanding Virtual Reality: Interface, Application, and Design. Morgan Kaufmann, K. Walczak: Configurable Virtual Reality Applications. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu realizacja na potrzeby planowanego projektu badawczego NCN

6 System do modelowania stawu kolanowego na potrzeby chirurgii artroskopowej The knee modeling system for the arthroscopic surgery dr inż. Jacek Lebiedź dr n. med. Arkadiusz Szarmach (GUMed) Celem pracy jest projekt i implementacja systemu do rekonstrukcji stawu kolanowego na podstawi badań MRI na potrzeby operacji chirurgicznej rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego. 1. Zapoznanie się z technologią badań MRI i metodami rekonstrukcji narządów. 2. Zaproponowanie metody rekonstrukcji stawu kolanowego na podstawie badania MRI. 3. Projekt systemu do rekonstrukcji stawu kolanowego. 4. Implementacja zaprojektowanego systemu. 5. Analiza dokładności rekonstrukcji. 6. Podsumowanie otrzymanych rezultatów i wyciągnięcie wniosków. Źródła 1. D. M. Bourg: Fizyka dla programistów gier. Helion G. C. Burdea, P. Coiffet: Virtual Reality Technology (Second Edition). Wiley-Interscience M. Harders: Surgical Scene Generation for Virtual Reality-Based Training in Medicine. Springer J. Matulewski, T. Dziubak, M. Sylwestrzak, R. Płoszajczak: Grafika, Fizyka, Metody Numeryczne Symulacje fizyczne z wizualizacją 3D. PWN R. Parent: Animacja komputerowa, algorytmy i techniki. PWN M. Pharr, G. Humphreys: Physically Based Rendering, From Theory to Implementation. Morgan Kaufmann, R. Riener, M. Harders: Virtual Reality in Medicine. Springer W. R. Sherman, A. B. Craig: Understanding Virtual Reality: Interface, Application, and Design. Morgan Kaufmann, K. Walczak: Configurable Virtual Reality Applications. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu realizacja na potrzeby planowanego projektu badawczego NCN

7 Zastosowanie klasyfikatora kaskadowego do detekcji żywotności na podstawie obrazów twarzy Liveness detection through the application of a cascaded classifier to the sequences of face images dr inż. Maciej Smiatacz Celem pracy jest praktyczne sprawdzenie możliwości zastosowania odpowiedniego klasyfikatora kaskadowego do odróżniania sekwencji obrazów przedstawiających ruch twarzy żywego człowieka od sekwencji prezentujących poruszające się zdjęcie. Tego rodzaju testy żywotności są bardzo istotne z punktu widzenia zabezpieczenia biometrycznych systemów rozpoznawania twarzy przed typowymi atakami. Ze względu na wady obecnie stosowanych rozwiązań, opartych np. o wykrywanie mrugnięć oczu, uzasadnione wydaje się zbadanie skuteczności zastosowania podejścia wykorzystującego uczenie maszynowe. W ramach pracy należy opracować odpowiedni algorytm oraz jego implementację. 1. Opracowanie teoretyczne następujących zagadnień: - metoda AdaBoost i typowy klasyfikator kaskadowy, - koncepcja zastosowania dwuetapowego klasyfikatora kaskadowego do wykrywania żywotności obrazów twarzy. 2. Projekt i implementacja systemu. 3. Przygotowanie danych i przeprowadzenie eksperymentów. Źródła 1. Viola, P., Jones, M.J.: Robust Real-Time Face Detection. Int. J. Comp. Vision 57(2), pp (2004) 2. Smiatacz M., Liveness measurements using optical flow for biometric person authentication. Metrology and Measurement Systems, vol. 19, no. 2, pp , Wymagane zastosowanie języka C++ i środowiska Visual Studio.

8 Automatyczne lokalizowanie i śledzenie twarzy na obrazach przy użyciu nieparametrycznych lokalnych transformacji Face detection and tracking in video sequences using the nonparametric local transforms dr inż. Maciej Smiatacz Celem pracy jest praktyczne zweryfikowanie możliwości zastosowania nieparametrycznych lokalnych transformacji do wykrywania i śledzenia twarzy na obrazach pobieranych z kamery w czasie rzeczywistym. Oprócz opracowania teoretycznego należy wykonać w pełni funkcjonalny moduł programistyczny, możliwy do zintegrowania z istniejącym oprogramowaniem służącym do rozpoznawania twarzy. Jakość uzyskanego rozwiązania powinna zostać oceniona poprzez porównanie z klasycznym podejściem wykorzystującym klasyfikator kaskadowy i cechy odpowiadające falkom Haara. 1. Opracowanie teoretyczne następujących zagadnień: - wykrywanie twarzy przy użyciu typowego klasyfikatora kaskadowego, - zastosowanie nieparametrycznych transformacji lokalnych do śledzenia twarzy. 2. Projekt i implementacja systemu. 3. Przygotowanie danych i przeprowadzenie eksperymentów. Źródła 1. Viola, P., Jones, M.J.: Robust Real-Time Face Detection. Int. J. Comp. Vision 57(2), pp (2004) 2. Kublbeck, Ch., Ernst, A., Face detection and tracking in video sequences using the modified census transformation. Image and Vision Computing 24, pp (2006) 3. Zabih, R., Woodfill, J., Non-parametric Local Transforms for Computing Visual Correspondence. Proc. of European Conf. on Computer Vision, Stockholm, May 1994, pp Wymagane zastosowanie języka C++ i środowiska Visual Studio.

9 Źródła System zarządzania obiegiem proaktywnych dokumentów elektronicznych Document-centric processing system based on proactive electronic documents prof. dr hab. inż. Bogdan Wiszniewski Celem pracy jest projekt i realizacja rozproszonego systemu dokumentów-agentów, umożliwiającego ich samodzielną migrację w Internecie z wykorzystaniem standardowego systemu poczty elektronicznej jako warstwy transportowej. Dokumenty mają architekturę obiektową MIND, a ich migracja odbywa się zgodnie z wzorcami koordynacji dokumentów - opracowanymi wcześniej w ramach projektu badawczego MeNaID. 1. Analiza kanonicznego zbioru wzorców koordynacji dokumentów pod kątem ich realizowalności w syetmoie poczty elektronicznej. 2. Projekt i implementacja lokalnego silnika przepływu pracy. 3. Implementacja demonstratora w postaci systemu zarządzania przedmiotem wyższej uczelni technicznej. 1. Godlewska M. Model otwartej architektury rozproszonych dokumentów elektronicznych wspierającej proces podejmowania decyzji w trybie obliczeń zespołowych, Rozprawa doktorska WETI, listopad ( 2. Wiszniewski, B.: Interactive documents for network organisations, Adjacent Digital Politics Ltd., 2013 ( realizacja na potrzeby projektu NCN - MeNaID

10 Źródła System rozpoznawania napisów na podstawie obrazu pobieranego z urządzeń mobilnych The text recognition system based on mobile devices camera images dr inż. Jerzy Dembski Stworzenie systemu rozpoznającego napisy w formie wydruku z uwzględnieniem zniekształceń obrazu charakterystycznych dla kamer wykorzystywanych w urządzeniach mobilnych. System może posłużyć do wąskich zastosowań, np. odczytywania informacji z paragonów, jak również bardziej ogólnych, jak odczytywanie treści napisów osobom niewidomym. 1. Moduł detekcji napisu na obrazie wraz z określeniem kąta obrotu, skali oraz rodzaju zniekształcenia. 2. Moduł dokonujący odpowiednich przekształceń obrazu wraz z wyodrębnieniem poszczególnych znaków. 3. Moduł rozpoznania napisu z wykorzystaniem wybranego klasyfikatora oraz ukrytych modeli Markowa opartych na słowniku. 4. Wykonanie eksperymentów oraz podsumowanie wyników. 1. Lades M., Vorbruggen J. C., Buhmann J., Lange J., Malsburg C., Distortion invariant object recognition in the dynamic link architecture, IEEE Trans. Computers, vol. 42, no. 3, pp , Mitchell T. M.: Machine Learning, McGraw-Hill, Schalkof R.J.: Pattern Recognition: statistical, structural and neural approaches, R.R. Donnelley & Sons, Rabiner L.R.: A tutorial on hidden Markov models and selected applications in speech recognition, Proceedings of the IEEE, 1989, pages Viola P., Jones M.: Robust Real-Time Face Detection, International Journal of Computer Vision 57(2), pp , Temat zaproponowany przez studenta

11 Automatyczna selekcja cech stanu gry na przykładzie gry w warcaby Automatic feature selection of game state in checkers dr inż. Jerzy Dembski Stworzenie systemu selekcji cech stanu gry z wykorzystaniem najnowszych algorytmów selekcji i uczenia, takich jak AdaBoost oraz uczenie ze wzmocnieniem. 1. Zapoznanie się z literaturą dotyczącą selekcji cech i metod uczenia maszynowego. 2. Zaadoptowanie wybranych algorytmów do problemu oceny stanu gry w warcabach. 3. Wykonanie eksperymentów oraz porównanie wyników zastosowania nowych metod w odniesieniu do znanych heurystycznych metod wyboru cech stanu gry. Źródła 1. Cichosz P.: Systemy uczące się, WNT, Warszawa Mitchell T. M.: Machine Learning, McGraw-Hill, Samuel A., Some Studies in Machine Learning Using the Game of Checkers, IBM Journal 3 (3), 1959, pp Schapire R. E., Freund Y., Boosting the Margin: A New Explanation for the Effectiveness of Voting Methods, The Annals of Statistics, v. 26(5), 1998, pp Temat zaproponowany przez studenta

12 Temat projektu/pracy dyplomowej Temat projektu/pracy dyplomowej Wykorzystanie Unity 3D do tworzenie gier uwzględniających emocje gracza Development of Affect Aware Video Games Using Unity 3D dr inż. Mariusz Szwoch Zdefiniowanie wielowariantowego modelu emocjonalnego gracza i opracowanie algorytmów rozpoznawania emocji gracza na podstawie jego zachowania i przebiegu rozgrywki. W celu weryfikacji poprawności modelu i opracowanych algorytmów należy stworzyć prototypową grę w środowisku Unity 3D. Zaprojektowana gra powinna modyfikować rozgrywkę w zależności od rozpoznanych emocji gracza. Gra powinna mieć możliwość dwustronnej współpracy z zewnętrznym modułem rozpoznającym emocje. 1. Analiza istniejących modeli emocjonalnych graczy 2. Analiza algorytmów rozpoznawania emocji gracza na podstawie analizy sposobu rozgrywki 3. Opracowanie koncepcji, projekt i realizacja przykładowej gry oraz algorytmów rozpoznawania emocji. 4. Testowanie, weryfikacja założeń i walidacja opracowanych reguł i stworzonej gry. 5. Opracowanie dokumentacji przeprowadzonych prac i badań. Literatura 1. E.Adams: Projektowanie gier. Podstawy, Helion S.Blackman: Beginning 3D Game Development with Unity 4: Allin-one, multi-platform game development 2nd Edition, APRESS, P.Chu: Learn Unity 4 for ios Game Development, APRESS, M.Smith, C.Queiroz: Unity 4.x Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, I. Millington, Artificial intelligence for games, M. Pantic and L.J.M. Rothkrantz: Toward an Affect-Sensitive Multimodal Human-Computer Interaction, Proc. of IEEE, vol. 91, no. 9, pp , Sept

13 Temat projektu/pracy dyplomowej Temat projektu/pracy dyplomowej Literatura. Tworzenie zaawansowanych modeli oświetlenia w środowisku Unity 3D Creating Advanced Lighting Models in Unity 3D dr inż. Mariusz Szwoch Badanie jakości i wydajności wybranych modeli oświetlenia w środowisku Unity 3D. W ramach pracy należy zaimplementować wybrane modele oświetlenia oraz zbadać ich jakość i wydajność pod kątem wykorzystania w grach komputerowych. Badania należy przeprowadzić dla różnych klas scen 3D. W ramach dyplomu zostanie opracowane ćwiczenie laboratoryjne demonstrujące pragmatykę tworzenia wybranych modeli oświetlenia na potrzeby grafiki 3D. 1. Zapoznanie się ze środowiskiem Unity 3D i wbudowanymi modelami oświetlenia. 2. Wybór oraz implementacja zaawansowanych modeli oświetlenia. 3. Przeprowadzenie badań jakości i wydajności zaimplementowanych modeli oświetlenia 4. Opracowanie ćwiczenia laboratoryjnego. 5. Opracowanie dokumentacji przeprowadzonych prac i badań. 1. M.Smith, C.Queiroz: Unity 4.x Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, S.Blackman: Beginning 3D Game Development with Unity 4: Allin-one, multi-platform game development 2nd Edition, APRESS, K.Lammers: Unity Shaders and Effects Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, T.Akenine-Moller, E.Haines, N.Hoffman: Real-Time Rendering, A.K.Piters, K.Dempski, E.Viale: Advanced Lighting And Materials With Shaders, Wordware Publishing, 2004.

14 Temat projektu/pracy dyplomowej Temat projektu/pracy dyplomowej Tworzenie gier edukacyjnych uwzględniających emocje dzieci Development of Educational Affect Aware Games for Children dr inż. Wioleta Szwoch dr inż. Mariusz Szwoch Zdefiniowanie wielowariantowego modelu emocjonalnego gracza w wieku przedszkolnym oraz wczesnoszkolnym i opracowanie algorytmów rozpoznawania jego stanów emocjonalnych i zainteresowania grą na podstawie jego zachowania i przebiegu rozgrywki. Projekt i realizacja zestawu prostych gier edukacyjnych dostosowanych do poziomu dzieci w przedziale wiekowym 4-8 lat, których zadaniem będzie m.in. realizacja wskazanych zadań edukacyjnych, dostosowanie poziomu trudności do umiejętności i stanu emocjonalnego dziecka. Stworzone gry powinny charakteryzować się m.in. odpowiednim interfejsem i brakiem przemocy. Wykorzystanie gier będzie wymagało uzyskania zgody rodziców lub wychowawców dzieci. Gry powinny zapewniać możliwość oceny różnych aspektów gry przez dziecko jak i jego rodziców lub opiekunów. 1. Zapoznanie się z wymogami stawianym przed aplikacji dla dzieci. 2. Projekt i realizacja gier edukacyjnych. 3. Projekt i realizacja algorytmów rozpoznawania stanów emocjonalnych i zainteresowania grających dzieci. 4. Badanie odbioru gier przez dzieci. 5. Opracowanie dokumentacji przeprowadzonych prac i badań. Literatura 1. E.Adams: Projektowanie gier. Podstawy, Helion S.Blackman: Beginning 3D Game Development with Unity 4: Allin-one, multi-platform game development 2nd Edition, APRESS, M.Smith, C.Queiroz: Unity 4.x Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, 2013.I. Millington, Artificial intelligence for games, D.Cantor, B.Jones: WebGL Beginner s Guide, Packt Publishing, Birmingham, D.Cruse, L.Jordan: HTML5 Multimedia Development Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, E.Rowell: HTML5 Canvas Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, M. Pantic and L.J.M. Rothkrantz: Toward an Affect-Sensitive Multimodal Human-Computer Interaction, Proc. of IEEE, vol. 91, no. 9, pp , Sept

15 Temat projektu/pracy dyplomowej Temat projektu/pracy dyplomowej Sterowanie grami z wykorzystaniem naturalnego interfejsu użytkownika Video Game Control Using Natural User Interface dr inż. Mariusz Szwoch Analiza możliwości efektywnego sterowania grami wideo z wykorzystaniem naturalnego interfejsu użytkownika NUI (ang. Natural User Interface) realizowanego przy użyciu sensora Microsoft Kinect. W celu weryfikacji przydatności NUI do sterowania grami, należy zaprojektować i zrealizować aplikację umożliwiającą użytkownikowi nagrywanie zestawu ruchów i gestów, pozwalających na sterowanie kursorem jak również wykonywanie określonych komend w grze, a także aplikację rozpoznającą te gesty lub ich sekwencje w czasie rozgrywki i wysyłającą do gry odpowiednie komunikaty. W trybie testowym, aplikacja rozpoznająca gesty powinna wyświetlać trójwymiarowego awatara kopiującego ruchy gracza oraz wyświetlać rozpoznane komendy. Skuteczność i ergonomię rozwiązania należy zbadać poprzez porównanie z tradycyjnym sterowaniem opartym o klawiaturę, myszkę lub pada dla kilku wybranych gatunków gier. 1. Zapoznanie się z algorytmami rozpoznawania gestów z wykorzystaniem sensora RGB-D. 2. Projekt i realizacji aplikacji do nagrywania i rozpoznawania gestów i sekwencji ruchów. 3. Testowanie aplikacji i przeprowadzenie badań dla wybranych gatunków gier. 4. Opracowanie dokumentacji przeprowadzonych prac i badań. Literatura 1. E.Adams: Projektowanie gier. Podstawy, Helion A.Jana: Kinect for Windows SDK Programming Guide, Packt Publishing, Birmingham, L. Miranda, T. Vieira, D. Martinez, T. Lewiner, A.W. Vieira, M.F. M. Campos: Real-Time Gesture Recognition from Depth Data through Key Poses Learning and Decision Forests, Conference on Graphics, Patterns and Images (SIBGRAPI), Ouro Preto, M. Brand, N. Oliver, A. Pentland: Coupled hidden Markov models for complex action recognition, Computer Vision and Pattern Recognition, P.-C. Huang, S.-K. Jeng: Human body pose recognition from a single-view depth camera, Grad. Inst. of Commun. Eng., Taiwan,

16 Temat projektu/pracy dyplomowej Temat projektu/pracy dyplomowej Literatura Wieloplatformowy mobilny przewodnik po Muzeum Stutthof w Sztutowie Multiplatform Mobile Guide for Stutthof Museum in Sztutowo dr inż. Mariusz Szwoch Projekt i realizacja multimedialnego przewodnika po Muzeum Stutthof w Sztutowie. Przewodnik należy stworzyć w technologii pozwalającej na jego uruchomienie na komputerach osobistych, w przeglądarce, jak również na urządzeniach mobilnych typu smartfon i tablet z popularnymi systemami operacyjnymi takimi, jak: Android, ios, Windows Phone oraz BlackBerry 10. Przewodnik powinien pozwalać na ustalanie lokalizacji i orientacji użytkownika wewnątrz pomieszczeń i na terenie otwartym Muzeum za pomocą technologii dostępnych dla urządzeń mobilnych w tym GPS, kompas elektroniczny oraz znaczniki optyczne. Aplikacja powinna pozwalać na odtwarzanie określonych materiałów multimedialnych w punktach zdefiniowanych na terenie obozu. W wyróżnionych odpowiednimi znacznikami punktach aplikacja powinna pozwalać na wyświetlanie obiektów 3D w technologii rozszerzonej rzeczywistości. Ponadto aplikacja powinna pozwalać na kontrolę realizacji trasy zwiedzania, wskazując najbliższe zdefiniowane punkty. 1. Zapoznanie się z potrzebami Muzeum w Sztutowie i charakterystyką posiadanych przez nie materiałów multimedialnych. 2. Analiza możliwości wybranych silników gier oraz silników rozszerzonej rzeczywistości. 3. Projekt i realizacja szkieletu aplikacji w wybranej technologii. 4. Wzbogacenie aplikacji o treści multimedialne przygotowane przez Muzeum. 5. Testowanie, weryfikacja założeń i walidacja aplikacji. 6. Opracowanie dokumentacji przeprowadzonych prac i badań. 1. S.Blackman: Beginning 3D Game Development with Unity 4: Allin-one, multi-platform game development 2nd Edition, APRESS, M.Smith, C.Queiroz: Unity 4.x Cookbook, Packt Publishing, Birmingham, J.Kent: The Augmented Reality Handbook - Everything You Need to Know About Augmented Reality, O.Bimber: Spatial Augmented Reality: Merging Real and Virtual Worlds: A Modern Approach to Augmented Reality, Qualcomm Vuforia, Internet: Temat zgłoszony przez Muzeum Stutthof w Sztutowie