Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Informatyki - Informatyka (N1)
specjalność: systemy komputerowe i oprogramowanie

Sylabus przedmiotu Zaawansowana grafika komputerowa:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Informatyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Zaawansowana grafika komputerowa
Specjalność systemy komputerowe i oprogramowanie
Jednostka prowadząca Katedra Systemów Multimedialnych
Nauczyciel odpowiedzialny Radosław Mantiuk <Radoslaw.Mantiuk@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 7,0 ECTS (formy) 7,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny 3 Grupa obieralna 5

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW7 20 2,60,62egzamin
laboratoriaL7 14 4,40,38zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1umiejętność programowania w języku C/C++
W-2wiedza z zakresu matematyki stosowanej oraz fizyki (optyka, termodynamika, mechanika falowa, fizyka kwantowa, kolorymetria)

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1zapoznanie z zaawansowanymi technikami syntezy obrazów realistycznych
C-2umiejętność wykorzystania teoretycznej wiedzy na temat systemów grafiki realistycznej w praktycznych projektach informatycznych, ze szczególnym uwzględnieniem projektów programistycznych
C-3kompetencje personalne w zakresie odszukiwania, analizy i wykorzystania w praktycznych projektach wiedzy zdobytej na wykładach, w Internecie i literaturze
C-4kompetencje społeczne w zakresie wymiany wiedzy z innymi studentami oraz współpracy przy implementacji oprogramowania

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Implementacja ray tracer'a: mechanizm rekurencyjnego śledzenia promieni4
T-L-2Implementacja ray tracer'a: szukanie przecięć2
T-L-3Implementacja ray tracer'a: równanie oświetlenia, promienie testujące cienie2
T-L-4Implementacja ray tracer'a: promienie wtórne odbite i załamane2
T-L-5Implementacja ray tracer'a: antyaliasing1
T-L-6Implementacja ray tracer'a: struktury przyśpieszające obliczenia3
14
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do zaawansowanej grafiki komputerowej1
T-W-2Barwa w grafice komputerowej1
T-W-3Metoda śledzenia promieni2
T-W-4Metoda energetyczna4
T-W-5Metoda IBR (ang. Image Based rendering)2
T-W-6Metod IBL (ang. Image Based Lighting)1
T-W-7Rówanie renderingu1
T-W-8Metoda map fotonowych5
T-W-9Metoda PRT (ang. Precomputed Radiance Transfer)2
T-W-10Efekty percepcyjne w grafice komputerowej1
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach14
A-L-2uporządkowanie i uzupełnienie implementacji wykonanej w czasie zajęć25
A-L-3przygotowanie się do zajęć i projekty - praca własna studenta85
124
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach20
A-W-2czytanie literatury18
A-W-3wyszukiwanie i zapoznawanie się z rozwiązaniami implementacyjnymi20
A-W-4przygotowanie do egzaminu15
73

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny i konwersatoryjny
M-2dyskusja dydaktyczna i merytoryczna związana z zajęciami laboratoryjnymi
M-3ćwiczenia laboratoryjne
M-4merytoryczna dyskusja na temat indywidualnych projektów realizowanych przez studentów

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: ocena formująca: ocena przygotowania do zajęć laboratoryjnych
S-2Ocena formująca: ocena formująca: ocena postępów w realizacji projektów
S-3Ocena formująca: ocena podsumowująca: egzamin pisemny i ustny
S-4Ocena formująca: ocena podsumowująca: ocena oprogramowania wykonanego na zajęciach

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O5/07_W01
Wiedza na temat systemów syntezy grafiki realistycznej.		I_1A_W13T1A_W04InzA_W05C-1, C-2T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10M-1, M-2S-3

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O5/07_U01
Umiejętności programowania algorytmów grafiki realistycznej.		I_1A_U01, I_1A_U15T1A_U01, T1A_U02, T1A_U04, T1A_U07, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U14, T1A_U15, T1A_U16InzA_U01, InzA_U02, InzA_U05, InzA_U06, InzA_U07, InzA_U08C-2T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6M-3, M-4S-1, S-2, S-4

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
I_1A_O5/07_K01
kompetencje personalne w zakresie umiejętności odszukania wiedzy i wykorzystania jej w praktyce, kompretencje społeczne w zakresie konsultowania się w związku z rozwiązywaniem określonych problemów		I_1A_K01, I_1A_K03, I_1A_K04, I_1A_K07T1A_K01, T1A_K02, T1A_K03, T1A_K04, T1A_K05, T1A_K07InzA_K01C-3, C-4—M-2, M-4S-2, S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O5/07_W01
Wiedza na temat systemów syntezy grafiki realistycznej.		2,0niedostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
3,0dostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
3,5ponad-dostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
4,0dobre opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
4,5bardzo dobre opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
5,0bardzo dobre opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie oraz wiedzy wykraczającej poza program wykładu

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O5/07_U01
Umiejętności programowania algorytmów grafiki realistycznej.		2,0brak zrealizowanego projektu
3,0dostateczne zrealizowanie projektu
3,5ponad dostateczne zrealizowanie projektu
4,0dobre zrealizowanie projektu
4,5ponad dobre zrealizowanie projektu
5,0zrealizowanie wyróżniającego projketu

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
I_1A_O5/07_K01
kompetencje personalne w zakresie umiejętności odszukania wiedzy i wykorzystania jej w praktyce, kompretencje społeczne w zakresie konsultowania się w związku z rozwiązywaniem określonych problemów		2,0brak umiejętności samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
3,0dostateczna umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
3,5ponad dostateczne umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
4,0dobra umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
4,5ponad dobra umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
5,0wyróżniająca umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie

Literatura podstawowa

  1. Andrew S. Glassner, Principles of Digital Image Synthesis (Vol. 1 and 2), Morgan Kaufmann Publishers, San Francisco, 1995, 1, -
  2. Gary G. Field, Color and Its Reproduction, GAFTPress, Pittsburg, 2004, 3, -
  3. Henrik Wann Jensen, Realistic Image Synthesis Using Photon Mapping, A K Peters, -, 2001, 2, -
  4. Jerzy Sołdek i inni, Synteza realistycznych obrazów dynamicznych metodą IBR oparta na wspomaganiu sprzętowym, INFORMA, Szczecin, 2000, 1, rozdział 2: Podstawy metody IBR
  5. Andrew S. Glassner, An Introduction to ray tracing, Morgan Kaufman Publishers, San Francisco, 1989, 1, -

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Implementacja ray tracer'a: mechanizm rekurencyjnego śledzenia promieni4
T-L-2Implementacja ray tracer'a: szukanie przecięć2
T-L-3Implementacja ray tracer'a: równanie oświetlenia, promienie testujące cienie2
T-L-4Implementacja ray tracer'a: promienie wtórne odbite i załamane2
T-L-5Implementacja ray tracer'a: antyaliasing1
T-L-6Implementacja ray tracer'a: struktury przyśpieszające obliczenia3
14

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do zaawansowanej grafiki komputerowej1
T-W-2Barwa w grafice komputerowej1
T-W-3Metoda śledzenia promieni2
T-W-4Metoda energetyczna4
T-W-5Metoda IBR (ang. Image Based rendering)2
T-W-6Metod IBL (ang. Image Based Lighting)1
T-W-7Rówanie renderingu1
T-W-8Metoda map fotonowych5
T-W-9Metoda PRT (ang. Precomputed Radiance Transfer)2
T-W-10Efekty percepcyjne w grafice komputerowej1
20

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach14
A-L-2uporządkowanie i uzupełnienie implementacji wykonanej w czasie zajęć25
A-L-3przygotowanie się do zajęć i projekty - praca własna studenta85
124
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach20
A-W-2czytanie literatury18
A-W-3wyszukiwanie i zapoznawanie się z rozwiązaniami implementacyjnymi20
A-W-4przygotowanie do egzaminu15
73
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O5/07_W01Wiedza na temat systemów syntezy grafiki realistycznej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_W13zna podstawy grafiki komputerowej i technik wizualizacji
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W05zna typowe technologie inżynierskie w zakresie studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1zapoznanie z zaawansowanymi technikami syntezy obrazów realistycznych
C-2umiejętność wykorzystania teoretycznej wiedzy na temat systemów grafiki realistycznej w praktycznych projektach informatycznych, ze szczególnym uwzględnieniem projektów programistycznych
Treści programoweT-W-1Wprowadzenie do zaawansowanej grafiki komputerowej
T-W-2Barwa w grafice komputerowej
T-W-3Metoda śledzenia promieni
T-W-4Metoda energetyczna
T-W-5Metoda IBR (ang. Image Based rendering)
T-W-6Metod IBL (ang. Image Based Lighting)
T-W-7Rówanie renderingu
T-W-8Metoda map fotonowych
T-W-9Metoda PRT (ang. Precomputed Radiance Transfer)
T-W-10Efekty percepcyjne w grafice komputerowej
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny i konwersatoryjny
M-2dyskusja dydaktyczna i merytoryczna związana z zajęciami laboratoryjnymi
Sposób ocenyS-3Ocena formująca: ocena podsumowująca: egzamin pisemny i ustny
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0niedostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
3,0dostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
3,5ponad-dostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
4,0dobre opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
4,5bardzo dobre opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie
5,0bardzo dobre opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie oraz wiedzy wykraczającej poza program wykładu
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O5/07_U01Umiejętności programowania algorytmów grafiki realistycznej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_U01potrafi w zakresie podstawowym projektować, implementować i testować oprogramowanie
I_1A_U15potrafi wykorzystywać poznane metody, modele matematyczne oraz symulacje komputerowe do rozwiązywania prostych problemów inżynierskich
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
T1A_U02potrafi porozumiewać się przy użyciu różnych technik w środowisku zawodowym oraz w innych środowiskach
T1A_U04potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku obcym prezentację ustną, dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U14potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
T1A_U16potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U06potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
InzA_U08potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować proste urządzenie, obiekt, system lub proces, typowe dla studiowanego kierunku studiów, używając właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-2umiejętność wykorzystania teoretycznej wiedzy na temat systemów grafiki realistycznej w praktycznych projektach informatycznych, ze szczególnym uwzględnieniem projektów programistycznych
Treści programoweT-L-1Implementacja ray tracer'a: mechanizm rekurencyjnego śledzenia promieni
T-L-2Implementacja ray tracer'a: szukanie przecięć
T-L-3Implementacja ray tracer'a: równanie oświetlenia, promienie testujące cienie
T-L-4Implementacja ray tracer'a: promienie wtórne odbite i załamane
T-L-5Implementacja ray tracer'a: antyaliasing
T-L-6Implementacja ray tracer'a: struktury przyśpieszające obliczenia
Metody nauczaniaM-3ćwiczenia laboratoryjne
M-4merytoryczna dyskusja na temat indywidualnych projektów realizowanych przez studentów
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: ocena formująca: ocena przygotowania do zajęć laboratoryjnych
S-2Ocena formująca: ocena formująca: ocena postępów w realizacji projektów
S-4Ocena formująca: ocena podsumowująca: ocena oprogramowania wykonanego na zajęciach
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0brak zrealizowanego projektu
3,0dostateczne zrealizowanie projektu
3,5ponad dostateczne zrealizowanie projektu
4,0dobre zrealizowanie projektu
4,5ponad dobre zrealizowanie projektu
5,0zrealizowanie wyróżniającego projketu
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaI_1A_O5/07_K01kompetencje personalne w zakresie umiejętności odszukania wiedzy i wykorzystania jej w praktyce, kompretencje społeczne w zakresie konsultowania się w związku z rozwiązywaniem określonych problemów
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówI_1A_K01świadomie rozumie potrzeby dokształcania i dzielenia się wiedzą
I_1A_K03ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania
I_1A_K04rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu informacji o rozwoju i osiągnięciach nauki w zakresie informatyki
I_1A_K07rozumie społeczny i zawodowy kontekst informatyki oraz związanych z nim aspektów prawnych i etycznych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
T1A_K02ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje
T1A_K03potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
T1A_K04potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
T1A_K05prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu
T1A_K07ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, a zwłaszcza rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu, w szczególności poprzez środki masowego przekazu, informacji i opinii dotyczących osiągnięć techniki i innych aspektów działalności inżynierskiej; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opinie w sposób powszechnie zrozumiały
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_K01ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje
Cel przedmiotuC-3kompetencje personalne w zakresie odszukiwania, analizy i wykorzystania w praktycznych projektach wiedzy zdobytej na wykładach, w Internecie i literaturze
C-4kompetencje społeczne w zakresie wymiany wiedzy z innymi studentami oraz współpracy przy implementacji oprogramowania
Metody nauczaniaM-2dyskusja dydaktyczna i merytoryczna związana z zajęciami laboratoryjnymi
M-4merytoryczna dyskusja na temat indywidualnych projektów realizowanych przez studentów
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: ocena formująca: ocena postępów w realizacji projektów
S-4Ocena formująca: ocena podsumowująca: ocena oprogramowania wykonanego na zajęciach
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0brak umiejętności samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
3,0dostateczna umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
3,5ponad dostateczne umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
4,0dobra umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
4,5ponad dobra umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie
5,0wyróżniająca umiejętność samodzielnego szukania i wykorzystania informacji oraz pracy w grupie