Základy počítačové grafiky – aktuální informace (2025/2026)

Přednáška v češtině se koná každou STŘEDU OD 12:20 v posluchárně S3 (Malá Strana)
(přednáška v angličtině se letos nekoná)

Cvičení jsou rozdělena do několika skupin, viz rozvrh v SISu.

Video obsah na YouTube

Přednášky 2025/26: nová videa budou vznikat jen výjimečně, playlist je z archivu
Playlist přednášek 2022/23.

Cvičení 2025/26:
Playlist cvičení 2025/26. Je tam záznam prvního cvičení, další zatím neplánuji.

Archiv

POZOR: neplatí konkrétní úlohy a zmínky o Microsoft Teams (Teams už nepoužíváme).

Archiv přednášek 2020/21.
Archiv cvičení 2024/25.
Archiv cvičení 2023/24.
Archiv cvičení 2022/23.
Archiv cvičení 2021/22.
Archiv cvičení 2020/21.

Nezávazný plán semestru

Přednáška 1 (1. 10. 2025)

Motivace, plán přednášky

Plán přednášek a cvičení, motivační příklady ze života, literatura, ostatní přednášky..

Cvičení 1 (1. 10. 2025)

Systém cvičení, za co je zápočet, předvedení programovacího prostředí (jazyk C#, MS Visual Studio, GIT repository, AI asistenti...).
GIT repository NPGR003-25 a jak s ní pracovat! Úkol 00-GIT.
ChatGPT konverzace o command-line programu, který má vytvořit obrázek s dvojbarevnou šachovnicí (ukazuje se tam i knihovna SixLabors.ImageSharp) je archivován zde.
Video: Úvodní video 2025/01 – zápočet, tabulka bodů, GIT repo, ChatGPT ukázka

Přednáška 2 (8. 10. 2025)

Barevné vidění, barevné systémy, rastrová a vektorová grafika

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. Rastrová a vektorová grafika. Virtuální barevná primitiva XYZ, barevný gamut displeje, barevné systémy CIE-xyY, RGB, CMY(K), HSV (zatím jen stručně)

Cvičení 2 (8. 10. 2025)

Barva v SixLabors.ImageSharp (Rgba32), formáty pixelu, převod RGB <-> HSV, Adobe Color online, rastrový obrázek v SixLabors.ImageSharp (Image). Knihovna pro command-line argumenty CommandLineParser.

Úloha 01-AllTheColors: obrázek obsahující všech 16M barev.

Přednáška 3 (15. 10. 2025)

Barevné systémy a gamma korekce

RGB a HSV prostor, aditivní a subtraktivní skládáni barev, CMY(K), převody RGB<->HSV, barevné standardy. Gamma korekce a mýty s ní spojené.
Úvod do rastrových formátů: pořizování rastrového obrazu.

Cvičení 3 (15. 10. 2025)

Jména barev X11 color names.
Ukázka gamma (testovací rastry: Gamma 1, Gamma 2 (color)).
Ještě jedna stránka o kalibraci a testování monitoru (lagom.nl).
Vektorový formát SVG (PDF prezentace), adresář s jednoduchými SVG příklady.

Úloha 02-ImagePalette: barevná paleta podle obrázku.

Přednáška 4 (22. 10. 2025)

Rastrové grafické formáty

Pixelové formáty, ukládání obrazu, základní grafické formáty a jejich použití (PNM/PGM, PNG, GIF, JPEG). JPEG komprese, [ukázky artefaktů a velikostí souborů ze slajdů].

Cvičení 4 (22. 10. 2025)

Ukázky grafických formátů, artefakty JPEG komprese prakticky, porovnání kvality a velikosti zkomprimovaných obrázků, prakticky s IrfanView.

Úloha 03-SFC: fraktální křivky, vyplňující rovinu (Space Filling Curves).

Přednáška 5 (29. 10. 2025)

HDR grafika, průhlednost

HDR grafika, pořizování HDR obrazu vícenásobnou expozicí, ukázky HDR souborů (Picturenaut), tone-mapping. Příklady – viz HDR stránka. Průhledné obrázky a operace s nimi (kompozice pomocí alfa-kanálu).

Cvičení 5 (29. 10. 2025)

HDR: pořízení HDR obrázku vícenásobnou expozicí (Picturenaut).
Ukázky operací s průhledností (alpha channel) – ukázka Genesis Effect z filmu "Star Trek II".

Úloha 04-Mandala: kreslení kruhově symetrických obrázků (a la mandala).

Přednáška 6 (5. 11. 2025)

Operace/filtry nad rastrovým obrazem

Histogram a operace s ním, ekvalizace, přechodová funkce, filtrace konvolucí, rank-filtry, umělecké efekty.
Základy rasterizace (kreslení grafických primitiv do rastrového obrazu): úsečka.

Cvičení 6 (5. 11. 2025)

Ukázky: filtry (medián, rozmazání...) v GiMP
Jak vyrobit video z jednotlivých obrázků.

Úloha 05-Animation: výroba 2D animace založené na mandale (viz úloha 04-Mandala).

Přednáška 7 (19. 11. 2025)

Základy kreslení (rasterizace), anti-aliasing

Rasterizace – pokračování: kružnice, vyplňování n-úhelníka, anti-aliasing.

Cvičení 7 (19. 11. 2025)

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), Gallery – anti-aliased polygon fill, thick line clipping.
Přehled volitelných přednášek – rasterizace: složitější křivky (diferenční algoritmus na kubickou křivku), flood-fill.

Úloha 06-ImageRecoloring: přebarvení rastrového obrázku se zachováním pleťových odstínů (pro portréty)

Přednáška 8 (26. 11. 2025)

Zbytek 2D grafiky, úvod do 3D: 3D grafický systém, transformace

Zbytek 2D grafiky: kreslení písma, kódování obrazu/masky – RLE, quad-tree, X-transition list.
Schéma 3D grafického systému, lineární geometrické transformace, maticové transformace, homogenní souřadnice.

Cvičení 8 (26. 11. 2025)

Přehled volitelných přednášek – dokončení: ořezávání, půltónování a rozptylování, palety, redukce počtu barev (GIF), [Ukázky půltónování, redukce barevné palety..]
Motivační ukázky 3D grafiky (Euro Truck Simulator 2, CS, Virtual-O).
Základy OpenGL I: architektura GPU, pipeline s shadery, základ zobrazování 3D scény. Video (2020/21), Video part I (2022/23), Video part II (2022/23),

Přednáška 9 (3. 12. 2025)

Transformace a projekce, 3D scény

Přednáška 10 (10. 12. 2025)

Povrchové reprezentace 3D scén

Přednáška 11 (17. 12. 2025)

Hierarchie, matematika pro 3D grafiku

Přednáška 12 (7. 1. 2026)

Výpočet viditelnosti a základy stínování

Přednáška 13 (7. 1. 2026)

Stínování, základy renderingu, vrhání paprsku (Ray-tracing)

Na této stránce si přečtěte příklady otázek, se kterými se můžete setkat u zkoušky.