Přednáška v češtině se koná každou STŘEDU OD 10:40 v posluchárně S3 (Malá Strana)
(informace o anglické přednášce)
Cvičení jsou rozdělena do čtyř skupin:
Playlist
všech zveřejněných přednášek z roku 2020/21.
Poslední prednáška 2021/22 (Ukázky odevzdaných animací,
organizace zkoušek a Ray-tracing).
Playlist
aktuálních cvičení z roku 2021/22.
Playlist
všech zveřejněných cvičení z roku 2020/21.
POZOR: neplatí všechny konkrétní úlohy a zmínky o Microsoft Teams (Teams letos nebudeme používat, pokud se
nezhorší epidemiologická situace).
Data přednášek a cvičení se vztahují k výuce J. Pelikána, u ostatních se budou dny lišit.
Plán přednášek a cvičení, motivační příklady ze života, literatura, ostatní přednášky..
Systém cvičení, za co je zápočet, předvedení programovacího prostředí
(jazyk C#, MS Visual Studio, SVN/GIT repository).
Rastrový obrázek (Bitmap), ukázka první úlohy (051).
Video:
úvodní video (2020/21) – pokrývá systém cvičení,
ukázky prostředí 117raster, apod. Zmínky o konkrétních
úlohách můžete pravděpodobně ignorovat, stejně jako případné zmínky o MS Teams.
Lidský zrak a jeho vlastnosti (fyziologie a psychologie, vady), světelné spektrum, metamery, obraz a jeho reprezentace v počítači, základní barevný systém RGB, doporučení pro používání barev. Virtuální barevná primitiva XYZ, barevný gamut displeje, barevné systémy CIE-xyY, RGB, CMY(K), HSV
Barva v .NET (Color), formáty pixelu, převod RGB <-> HSV, Adobe Color online, rastrový obrázek v .NET (Bitmap.GetPixel()).
Video: Cvičení číslo 2021/02 – jen zvuk se podařilo zaznamenat plnohodnotně, obraz je velice chudý...
Opakování: HSV prostor, aditivní a subtraktivní skládáni barev, převody RGB<->HSV, barevné standardy. Rastrová a vektorová grafika. Začátek: Gamma korekce (mýty s ní spojené),
Prostředí 117raster (moduly s vstupy a výstupy, postupné vyvolávání modulů, formulář modulu, ...) – předvedení na příkladě ModuleFormula.
Videa (jsou z loňska, tak si pro jistotu vždy zkontrolujte aktuální informace na WWW): Prostředí 117raster (2020/21), Zadání úlohy 123 (2020/21)
Gamma dokončení, pořizování rastrového obrazu, pixelové formáty, ukládání obrazu, základní grafické formáty a jejich použití (PNM/PGM, PNG, GIF, JPEG). JPEG komprese, ukázky artefaktů a velikostí souborů ze slajdů.
Ukázka gamma (testovací rastry: Gamma 1,
Gamma 2 (color)).
Ukázky grafických formátů, artefakty JPEG komprese prakticky, porovnání kvality
a velikosti zkomprimovaných obrázků, prakticky s IrfanView.
Video: Cvičení číslo 2021/04 – ukázky ke Gamma, JPEG kopresi a zadání úlohy 120.
HDR grafika, pořizování HDR obrazu vícenásobnou expozicí, ukázky HDR souborů (Picturenaut), tone-mapping. Nový příklad – viz HDR stránka. Průhledné obrázky a operace s nimi (kompozice pomocí alfa-kanálu).
HDR: pořízení HDR obrázku vícenásobnou expozicí
(Picturenaut).
Ukázky operací s průhledností (alpha channel).
Video: Cvičení číslo 2021/05 – ukázky poloprůhlednosti (alfa kanál), HDR a zadání úlohy 092.
Histogram a operace s ním, ekvalizace, přechodová funkce, filtrace konvolucí,
rank-filtry, umělecké efekty.
Základy rasterizace (kreslení grafických primitiv do rastrového obrazu):
úsečka, kružnice, princip Bresenhamových (mid-point) algoritmů.
Ukázka Genesis Effect
z filmu "Star Trek II".
Vektorový formát SVG
(PDF prezentace),
adresář s jednoduchými SVG příklady.
Výroba videa z jednotlivých snímků
Videa: Cvičení číslo 2021/06 – ukázka Star Trek II, prezentace o SVG formátu a zadání úlohy 093, Vektorový formát SVG, Výroba videa z jednotlivých snímků (2020/21)
Rasterizace – pokračování: vyplňování n-úhelníka, anti-aliasing, kreslení písma. Kódování obrazu/masky: RLE, quad-tree.
Ukázky: filtry (medián, rozmazání).. v JaGrLib
Ukázky rasterizace v JaGrLib: lines (sBresenham.xml),
anti-aliased lines (sAntialias.xml),
ellipses – 2 algorithms (sEllipse.xml,
Bresenham's circle,
Bond's general ellipse),
polygon (sPolygon.xml), polygon with anti-aliasing (sPolygonAnti.xml),
text with & w/o anti-aliasing (sText.xml),
flood-fill (sFloodFill.xml)
– podle množství času, demo anti-aliasingu písma (ZIP),
ligatura a kerning (PDF),
Gallery – anti-aliased polygon fill, thick line clipping.
Video: Cvičení číslo 2021/07 – ukázka rasterizace s anti-aliasingem i bez něj, kreslení písma a zadání úlohy 084.
Zbytek z minula: X-transition list. Schéma 3D grafického systému, lineární geometrické transformace, maticové transformace, homogenní souřadnice, konstrukce složených zobrazení, vzájemný převod souřadných systémů.
Přehled volitelných přednášek – rasterizace: složitější křivky (diferenční algoritmus na kubickou křivku),
flood-fill, ořezávání, půltónování a rozptylování, palety, redukce počtu barev (GIF),
Ukázky půltónování, redukce barevné palety..
Ukázky z 3D grafiky (086shader, 048rtmontecarlo-script).
OpenTK knihovna a její matematické objekty:
matice, vektory, .. 3D formáty Wavefront OBJ a
Stanford PLY a jejich načítání
Video: Cvičení číslo 2021/08 – přehled volitelných témat, ukázky z 3D grafiky (realtime projekt 086 a ray-tracing 048) a zadání úlohy 125.
Klasifikace lineárních projekcí, rovnoběžné a středové promítání, implementace projekčních transformací,
perspektivně korektní interpolace...
Objemové a povrchové reprezentace 3D scén: buňky, octree, CSG, VHS(T), atributy vrcholů a stěn, okřídlená hrana,
trojúhelníkové sítě.
Přehled OpenGL: výběr z látky z předem
natočeného videa (2020/21).
Architektura grafické karty (starší model – fixed pipeline,
i OpenGL >=3.0), posloupnost souřadných systémů a transformací v OpenGL,
data posílaná na GPU, kreslená primitiva, shadery...
Dokončení reprezentací 3D scén: corner table, Eulerovy operátory,
hierarchický model obecně, scene graph, ještě jednou posloupnost
souřadných systémů a transformací v OpenGL.
Reprezentace orientace: Eulerovy úhly, kvaterniony. Interpolace kvaternionů, SLERP.
Animační křivky: aproximace a interpolace, spline křivky, Hermitova interpolace,
Catmul-Rom, Kochanek-Bartels, .. aplikace na trajektorii i orientaci.
OpenGL: dokončení – textury, výpočet viditelnosti, ukázky shaderů,
matrix stack (souvislost s hierarchiemi), instancing, stencil buffer...
Praktická ukázka projektu 086shaders již s některými technickými detaily (podle času).
Další podrobnosti o OpenTK (?)
SceneBrep (konstrukce povrchového modelu), corner table. Sdílení vrcholů (pro stínování hladkého tělesa)
vs. duplikované vrcholy (se svými vlastními normálami – pro hranaté tvary). Data ve vrcholech
a jejich uložení v SceneBrep.
Obecné techniky zobrazování 3D scén: řetězení transformací, projekční transformační matice,
zobrazovací smyčka realtime 3D grafiky (event_handling – simulation – rendering),
double-buffering...
Videa: Úvod do OpenGL (2020/21), Cvičení číslo 2021/10 – OpenGL II, zadání úlohy 113
Stručná rekapitulace: hierarchický model, kvaterniony, SLERP.
Nová látka: animační křivky, aplikace na polohu i orientaci
(myšlenka kvaternionového spline).
Malířův algoritmus a hloubkové třídění, Z-buffer.
OpenTK a OpenGL: cokoli, co ještě zbylo (dotazy studentů)
Interpolace polohy a orientace (praktické ukázky), [principy skriptované animace scény i kamery],
sledování objektu ve scéně, LookAt()...
Video: Cvičení číslo 2021/11 – opakování části zadání úlohy 113, zadání úlohy 087
Jednoduchý model osvětlení (Phong) – normálové vektory, bodový zdroj světla, atributy materiálu.
Konstantní a spojité stínování – Gouraudova a Phongova metoda.
Základy paprskového zobrazování: CSG, ray-casting, ray-tracing.
Ukázky stínování a ray-castingu [ray-tracingu].
Výklad související s poslední úlohou (IRenderObject, ukazování do 3D scény, scriptovaná animace –
viz pilotní řešení úlohy 096). Ukázka Z-fightingu.
Dotazy studentů.
Video: Cvičení číslo 2021/12 – ukázky stínování a "Z-fighting", zadání úlohy 096
Ukázky odevzdaných animací (úloha 093 – výsledky),
základy moderního renderingu: ray-tracing, [začlenění stínování do GPU pipeline (shadery)
a do paprskových metod (ray-tracing)]
Jaké přednášky navazují v LS?
Ray-tracing prakticky (grcis), ukázky moderního Monte-Carlo renderingu,
další detaily 3D úloh, pokud bude zájem.
Připravte si dotazy, budeme mít čas se jim věnovat!
Na této stránce si přečtěte příklady otázek, se kterými se můžete setkat u zkoušky.
Copyright (C) 2001-2021 J.Pelikán, last change: 2022-01-09 04:07:48 +0100 (Sun, 09 Jan 2022)
