Tárgyfelelõs:dr. Szirmay-Kalos László

Hírek, aktualitások

Jegyzet:
[1]. Szirmay-Kalos L., Antal Gy., Csonka F.: Háromdimenziós grafika, animáció és játékfejlesztés, ComputerBooks, 2003.
[2]. Szirmay-Kalos L.: Számítógépes grafika, ComputerBooks, 1999.(Elektronikus változat )
[3]. Iványi Antal (szerkesztõ): Informatikai algoritmusok Eötvös Kiadó, 2004. (Fejezet: Számítógépes grafika), (Chapter: Computer Graphics )
[4]. Szirmay-Kalos L. (szerkesztõ): Theory of Three-dimensional Computer Graphics, Akadémia Kiadó, 1995
[5]. Szirmay-Kalos L., Szécsi L., M. Sbert: GPU-Based Techniques for Global Illumination Effects Morgan and Claypool Publishers, 2008.

Tárgykövetelmények

Feladatgyûjtemény a ZH és vizsgafelkészüléshez

Elsõ OpenGL programom

Elsõ OpenGL/Cg programom

Harminc éve vagyok mérnök, informatikával foglalkozom... ...de a mai napig nem tudom mi az a vertex shader (Kereskényi Balázs által készített Impulzus interjú)

Kisfeladatok

Tematika:

• Globális illuminációs számítógépes játékokban (BSc)
• Alapfogalmak (BSc)
  • számítógépes grafika feladatai, szintetikus fényképezõgép, képszintézis
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[4]
• Grafikus alaphardver
  • Raszter elven mûködõ megjelenitõk tipikus felépitése. A rasztertár hozzáférési problémái. Lookup tábla, D/A konverzió. Grafikus rendszerek rendszertechnikája
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[4]
• Analitikus geometria (BSc)
  • Geometriák, analitikus geometria, Vektorok, Koordináta rendszerek, Pontok. Vektormûveletek tulajdonságai. Egyenes és sík egyenlete. Vektormûveletek C++-ban és SSE-vel. 
• Geometriai modellezés (BSc)
  • Pontok, koordináta rendszerek (Descartes, polár, homogén). Klasszikus görbék. Szabad formájú görbék: Lagrange interpoláció, Bezier approximáció, B-Spline. NUBS és NURBS.   Területek. Kvadratikus és paraméteres felületek. Subdivision felületek (Catmull-Clark). Poligon modellezés. Testmodellezés: B-rep és CSG. Euler műveletek. 
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[3]
  • NURBS szerkesztõ applet
• Színek (BSc)
  • Fény mint elektromágneses hullám. A színérzékelés modellje. Szín illesztés. Szín rendszerek (RGB, CMY, HLS, YIQ, YUV). CIE-XYZ rendszer.
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2]
• Geometriai transzformációk (BSc)
  • Elemi transzformációk és mátrixos formalizmusuk. Homogén koordináták. Projektív geometria (ideális pont, Descartes és homogén koordináták viszonya, beágyazott modell). Átfordulási probléma.
  • Irodalom: [3]; Kiegészítő olvasmány: [1],[2],[4]
  • Nagy Gábor honlapja
• Virtuális világmodellek
  • Hierarchikus modell. Kiemelt geometriai információ. Szárnyas él adatstruktúra. CSG fa.  Színtérgráfok. VRML.
  • Irodalom: [1];
• 2D képszintézis (BSc)
  • Vektorizáció. Modellezési transzformáció, nézeti transzformáció. Szakaszok és területek vágása. Szakaszrajzolás (asszimetrikus DDA, Bresenham algoritmus, hardware realizáció). Területkitöltés. Minta csempék.
  • Irodalom: [2]; Kiegészítő olvasmány: [3]
• Csipkézettség csökkentés (anti-aliasing)
  • Mintavételi törvény. Elõ és utószûrés. Anti-aliasing: szakasz rajzolás és területkitöltés. Sztochasztikus mintavételezés.
  • Irodalom: [2]; Kiegészítő olvasmány: [4]
• Pixel-mûveletek, képek
  • Raszteroperációk. Átlátszóság. Kvantálási hibák, dither. Képek, képformátumok. TARGA fájlformátum.
  • Irodalom: [2]; Kiegészítő olvasmány: [4]
• 2D grafikus rendszerek (BSc)
  • 2D rendszer adatfolyam modellje. UML leírás. Interaktív felhasználói kommunikáció megvalósítása állapotgépekkel. Példa: görbeszerkesztõ. Ms-Windows, X-Window és OpenGL szolgáltatások
  • GLUT
  • Elsõ OpenGL programom
  • Irodalom: [2]
• 3D képszintézis optikai alapmodellje (BSc)
  • Fluxus, radiancia, BRDF. Árnyalási és potenciál egyenlet. BRDF modellek: diffúz visszaverõdés, ideális visszaverõdés és törés. Visszaverõdési és törési irányok számítása. Fresnel törvények, spekuláris visszaverõdés empirikus és fizikai alapú modelljei.
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[4]
• Sugárkövetés (BSc)
  • Az árnyalási egyenlet egyszerûsítése. Ray-casting. Metszéspontszámítás: kvadratikus felületek, síklapok, parametrikus felületek, transzformált objektumok, CSG modellek. Rekurzív sugárkövetés. Gyorsítás: befoglaló dobozok, reguláris térháló, oktális fa, BSP-fa.
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[3],[4]
• Inkrementális 3D képszintézis (BSc)
  • Tesszelláció. Modellezési transzformáció. Nézeti transzformáció párhuzamos és perspektív vetítés esetén. Vágás homogén koordinátákban. Takarási probléma a képernyõkoordináta rendszerben: triviális hátsó lap eldobás, ray-casting, z-buffer algoritmus, festõ algoritmus, Warnock algoritmus. Láthatósági gráfok. Lokális illumináció. Gouraud árnyalás. Phong árnyalás. Árnyékszámítás.
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[3],[4]
• Globális illuminációs módszerek
  • Árnyalási egyenleg megoldási lehetõségei. Véges elem módszer. Radiosity. Bolyongási módszerek. Monte-Carlo integrálás. Fontosság szerinti mintavételezés: BRDF mintavételezés, Metropolis módszer. Elosztott sugárkövetés, fénykövetés, kétirányú fénykövetés, foton-térkép, virtuális fényforrások, Metropolis fénykövetés, PRT.
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[4]
  • Monte Carlo Methods in Global Illumination
• Textúra leképzés (BSc)
  • Képtér és textúra tér módszerek. Inkrementális elõállítás. Szûrés: mip-map, SAT. Bucka leképzés.
  • Irodalom: [1]; Kiegészítő olvasmány: [2],[4]
• OpenGL, grafikus hardver, Cg (BSc)
  • OpenGL felépítése, szintaktika, kapcsolat az ablakozó rendszerrel. Gl, Glu, Glut. Ablak megnyitása, callback függvények regisztálása. OpenGL primitívek, transzformációk, árnyalás, fényforrások. OpenGL textúrázás. A grafikus hardver. Megjelenítési csővezeték, pixel, geometria és vertex shader. Példák pixel és vertex shader alkalmazásokra. Cg nyelv. Árnyékok és tükrözõdés Cg implementációja.
  • Elsõ OpenGL programom
  • Elsõ OpenGL/Cg programom
  • Irodalom: [1];
  • Juhász Imre OpenGL könyve
  • Opengl könyv: The red book
  • Cg
  • Global illumination on the GPU
• Térfogat vizualizáció (BSc)
  • Árnyalási egyenlet fényelnyelõ anyagokra. Lokális illumináció. Tudományos és orvosi vizualizáció (CT, MRI) Direkt módszerek (térfogat vetítés és térfogati sugárkövetés). Indirekt módszerek: masírozó kockák. Izofelület megjelenítés Cg nyelnû GPU programmal.
  • Irodalom: [2]
• Fraktálok (BSc)
  • Hausdorff-dimenzió önhasonló és nem önhasonló objektumokra. Brown mozgás. Káosz. Kaotikus dinamikus rendszerek a komplex sikon. IFS kódolás. Fraktális képtömörítés.
  • Irodalom: [2]
• Számítógépes animáció (BSc)
  •  Mozgás definiciója. Valószerû mozgás. Spline, key-frame, path, fizikai, és motion-capture animáció. Idõkezelés az ívhossz mentén. Mechanikai alapok. Ütközés detektálás és ütközés válasz. Karakter animáció. Forward és inverz kinematika. Bõrözés. Sztereo látás. Augmentált valóság. S
  • Irodalom: [1];
  • Robot program OpenGL-ben
• Számítógépes játékok (BSc)
  • Virtuális valóság rendszerek és játékok felépítése. Az avatár. Játék gép (game engine). Űrharc játék megvalósítása. Valószerû hatások: billboarding, árnyékszámítás, részecske rendszerek, fénytérképek. A játékok fizikája. Terepmodellezés. Karakteranimáció (csont és felület morf). MD2 formátum. Az ellenség mesterséges intelligenciája.
  • Irodalom: [1];
  • 3D Ûrharc játék C++/OpenGL környezetben
• Kapcsolódó oktatási anyagok
  • Csetverikov Dmitri gépi látás oldala
  • Szirányi Tamás kép és videofeldolgozás oldala
  • Kuba Attila és Máté Örs grafika, animáció és képfeldolgozás oldala
  • Krammer Gergely grafika és szoftverergonómia oldala
  • Juhász Imre OpenGL könyve
  • Leonardo SNS Maya tanfolyamai