Grafika komputerowa i wizualizacja

Transkrypt

1 Grafika komputerowa i wizualizacja Radosław Mantiuk ( rmantiuk@wi.zut.edu.pl, p. 315 WI2) Katedra Systemów Multimedialnych Wydział Informatyki, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Blok: Grafika komputerowa i systemy multimedialne Specjalność na S2: Grafika komputerowa

2 Grafika komputerowa (ang. computer graphics) silnik graficzny (ang. rendering engine)

3 Grafika komputerowa (ang. computer graphics) Potok graficzny (ang. graphics pipeline) Dane wejściowe scena Silnik graficzny (Rendering) Dane wyjściowe obraz rastrowy Modelowanie 3D Urządzenia rejestrujące Przetwarzanie obrazów (ang. Image processing)) Analiza obrazów (ang. Image analysis) Urządzenia wyświetlające Rodzaje algorytmów grafiki komputerowej: grafika czasu rzeczywistego (grafika interaktywna), grafika realistyczna, grafika nierealistyczna (ang. non-realistic computer graphics), grafika 2D i 3D, grafika rastrowa i wektorowa, wizualizacja danych.

4 Synteza obrazów: model oświetlenia Model oświetlenia - sposób w jaki upraszczane są obliczenia oświetlenia w stosunku do rzeczywistej propagacji światła. oświetlenie lokalne oświetlenie globalne

5 Synteza grafiki realistycznej

6 Grafika w grach komputerowych grafika komputerowa czasu rzeczywistego

7 Grafika w grach komputerowych grafika komputerowa czasu rzeczywistego

8 Przetwarzanie obrazów (ang. Image Processing) Cyfrowe przetwarzanie obrazów mające na celu zmianę ich wyglądu bądź interpretację informacji zawartych w obrazach.

9 Analiza obrazów (ang. Image Analysis) Analiza informacji znajdujących się w obrazach cyfrowych m

10 Grafika komputerowa: Geneza Rozwój urządzeń wyświetlających. Lata 60-te - wyświetlacze znakowe. Programy CAD i CAM (General Motors - projektowanie samochodów, Itek Digitek - projektowanie soczewek). Wektorowe urządzenia wyświetlające. Lata 80-te - monitory rastrowe (Apple, IBM PC) Silicon Graphics - grafika 3D. Karty graficzne 3D (ATI, nvidia).

11 Grafika komputerowa: Zastosowania (1) Gry komputerowe grafika interaktywna bardzo duży rynek

12 Grafika komputerowa: Zastosowania (2) Produkcja filmowa i telewizyjna

13 Grafika komputerowa: Zastosowania (3) Medycyna wizualizacja danych trójwymiarowych wysoka precyzja wizualizacji bardzo duże zbiory danych algorytmy Volume Rendering u

14 Grafika komputerowa: Zastosowania (4) Systemy CAD/CAM precyzyjna wizualizacja złożone i prezycyjne modele zaawansowane oprogramowanie do modelowania wizualizacja realistyczna

15 Grafika komputerowa: Zastosowania (5) Wizualizacja złożone modele danych

16 Grafika komputerowa: Zastosowania (6) Interfejsy graficzne (GUI - Graphics User Interface) interfejsy 3D interfejsy oparte na GPU

17 Grafika komputerowa: Zastosowania (7) Systemy GIS

18 Tematyka wykładów 1. Wprowadzenie do grafiki komputerowej (oświetlenie lokalne i globalne, synteza obrazów, przetwarzanie i analiza obrazów, system graficzny, budowa karty graficznej, wyświetlanie grafiki komputerowej). 2. Potok graficzny 3D (pojęcie sceny, potok graficzny, przekształcenia geometryczne, rzutowanie, clipping, przekształcenie do współrzędnych ekranu, bufor Z). 3. Obliczanie oświetlenia. Cieniowanie. Teksturowanie. 4. Obraz rastrowy oraz grafika rastrowa (tworzenie oraz wyświetlanie obrazu rastrowego, rysowanie obieków geometrycznych w rastrze, kopiowanie oraz operacje logiczne w rastrze, przezroczystość). 5. Programowanie grafiki komputerowej (OpenGL, programowanie GPU, technologie SSE). 6. Grafika realistyczna (realizm w grafice komputerowej).

19 Tematyka wykładów 1. Zaliczenie lab. Ćwiczenia wprowadzające do programowania w OpenGL u Indywidualnie napisana gra komputerowa: w oparciu o bibliotekę OpenGL w języku C/C++, najlepiej rozwinięcie projektu glgame projekt zakończony, w grę można zagrać, obiekty 3D, tekstury, oświetlenie, animacje, interakcja z graczem. Obecność obowiązkowa (obecność na 6-ciu zajęciach). Nie ma możliwości poprawiania laboratoriów! 2. Egzamin Z egzaminu zwalnia ocena 5.0 z lab. Wagi oceny: 50% lab., 50% egzamin 3. Psychofizyczne eksperymenty percepcyjne

20 Rodzaje gier komputerowych zręcznościowe przygodowe rozwiązywanie zagadek fabularne wcielanie się w bohatera logiczne rozwiązywanie zagadek logicznych symulacyjne symulatora pojazdów, urządzeń, procedur, itp. sportowe rozgrywki z różnych dyscyplin sportowych strategiczne kierowanie organizacją dla osiągnięcia celu edukacyjne poszerzenie wiedzy

21 Rodzaje gier komputerowych zręcznościowe shootery (FPS, TPS) platformowe (Mario Bros) symulacyjne sportowe