Wydział Informatyki - Informatyka (N2)
specjalność: grafika komputerowa i systemy multimedialne
Sylabus przedmiotu Algorytmy grafiki komputerowej czasu rzeczywistego - Przedmiot obieralny I:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Algorytmy grafiki komputerowej czasu rzeczywistego - Przedmiot obieralny I | ||
| Specjalność | grafika komputerowa i systemy multimedialne | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Systemów Multimedialnych | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Radosław Mantiuk <Radoslaw.Mantiuk@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 10 | Grupa obieralna | 1 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Grafika komputerowa i wizualizacja |
| W-2 | Umiejętność programowania w języku C/C++ |
| W-3 | Podstawowa wiedza z matematyki stosowanej oraz fizyki w zakresie obliczen macierzowo-wektorowych, optyki, kolorymetrii, termodynamiki oraz mechaniki falowej i kwantowej |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie z technikami programowania bibliotek graficznych |
| C-2 | Zapoznanie z technikami z programowaniem sprzetowym karty graficznej |
| C-3 | Projektowanie i programowanie z wykorzystaniem maszyny stanów |
| C-4 | Zdobycie kompetencji społecznej współpracy w grupie, umiejetności wspólnego rozwiązywania problemów, dobierania narzędzi, technik oraz algorytmów, porównywania jakości uzyskanych efektów |
| C-5 | Zdobycie kompetencji personalnych w zakresie dobierania oraz analizy literatury dostępnej w internecie dotyczącej programowania gier oraz wykorzystania jej w praktyce w swoich projektach |
| C-6 | Umiejętność wykorzystania technik programowania bibliotek graficznych |
| C-7 | Umiejętność programowania sprzętowego z wykorzystaniem języka GLSL |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Oprogramowanie prostej gry komputerowej uwzględniającej podstawowe algorytmy wpływające na realizm renderowanej sceny - zapoznanie się ze środowiskiem openGL | 1 |
| T-L-2 | Przygotowanie sceny, wykorzystanie przeksztalceń geometrycznych | 1 |
| T-L-3 | Oświetlenie sceny - ustawienie i zdefiniowanie parametrów światła oraz materiałów | 1 |
| T-L-4 | Teksturowanie - nałożenie tekstur, wykorzystanie algorytmów teksturowania | 1 |
| T-L-5 | Efekty specjalne, wykorzystanie algorytmów zwiększających realizm na scenie. | 1 |
| T-L-6 | Programowanie sprzetowe - GPU | 1 |
| T-L-7 | Zapoznanie się z silnikiem graficznym | 2 |
| T-L-8 | Przygotowanie aplikacji z wykorzystaniem OGRE, algorytmów dot. efektów specjalnych oraz języka GLSL | 1 |
| T-L-9 | Zaliczenie laboratorium | 1 |
| 10 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wykład organizacyjny. Zdefiniowanie wymagań oraz zakresu materiału realizowanego na zjęciach. | 1 |
| T-W-2 | Wprowadzenie do trójwymiarowej grafiki komputerowej (pojęcie systemu graficznego, definicja sceny 3D,reprezentacja obiektów geometrycznych, pojęcie kamery wirtualnej, definicja źródeł światła, pojęcie materiału, potok graficzny czasu rzeczywistego). | 1 |
| T-W-3 | Wygląd sceny i obiektów (rodzaje źródeł światła, równianie oświetlenia, algorytmy cieniowania, zjawisko aliasingu oraz algorytmy antyaliasingu). | 1 |
| T-W-4 | Teksturowanie (potok teksturowania, filtrowanie tekstur, algorytm mipmappingu, filtrowanie anizotropowe). | 2 |
| T-W-5 | Mapowanie środowiska. Odbicia w powierzchniach płaskich, mapowanie nierówności. | 2 |
| T-W-6 | Bufory (koloru, głębokości, maski, stereo, ramki, akumulacji) oraz efekty dodatkowe (efekty flare, bloom, korona oraz halo, pojęcie motion blur, głębia widzenia, efekt mgły). | 1 |
| T-W-7 | Obliczenia dowolnego przeznaczenia z wykorzystaniem procesora graficznego GPGPU | 1 |
| T-W-8 | Zaliczenie wykładu | 1 |
| 10 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Praca w domu przy programowaniu gry. | 47 |
| A-L-2 | Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych. | 10 |
| 57 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 10 |
| A-W-2 | Przygotowanie sie do zaliczenia. | 40 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykłady wspomagane prezentacją multimedialną. |
| M-2 | Na projekcie zespołowa realizacja zadań wspomagających pracę na ćwiczeniach laboratoryjnych w zakresie zapoznania sie z procesem tworzenia gry komputerowej, wykorzystywanymi technikami programistycznymi oraz tworzenia dokumentacji. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Kontrola postepów tworzonego projektu oraz współpracy pomiędzy poszczególnymi członkami zespołu |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena jakości oraz kompletności stworzonej aplikacji czasu rzeczywistego |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Egzamin z wiedzy teoretycznej |
| S-4 | Ocena formująca: Kontrola postepów oraz poprawności tworzonej dokumentacji |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I_2A_D17/O/1-4_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie opisać potok graficzny czasu rzeczywistego, scharakteryzować podstawowe algorytmy trójwymiarowej oraz interaktywnej grafiki komputerowej. | I_2A_W06, I_2A_W04, I_2A_W05 | — | C-2, C-1 | T-W-6, T-L-7, T-L-2, T-L-4, T-L-5, T-L-3 | M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I_2A_D17/O/1-4_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć zaprojektować i zaimplementować aplikację czasu rzeczywistego, zastosować techniki tworzenia aplikacji czasu rzeczywistego, uwzględniając elementy podnoszące realizm tworzonego oprogramowania oraz wykorzystać techniki programowania procesora graficznego za pomocą języka GLSL. | I_2A_U03, I_2A_U02, I_2A_U07, I_2A_U12, I_2A_U08 | — | C-3, C-7, C-6 | T-L-8, T-L-1, T-L-6 | M-2 | S-2, S-4, S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I_2A_D17/O/1-4_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywność w określaniu priorytetów służących do realizacji określonego zadania oraz otwartość na pracę w zespole zadaniowo, postrzeganie relacji oraz hiererchii pracy grupowej. | I_2A_K06, I_2A_K05 | — | C-4, C-5 | T-L-8 | M-2 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_2A_D17/O/1-4_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie opisać potok graficzny czasu rzeczywistego, scharakteryzować podstawowe algorytmy trójwymiarowej oraz interaktywnej grafiki komputerowej. | 2,0 | |
| 3,0 | dostateczne opanowanie wiedzy przekazywanej na wykładzie | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_2A_D17/O/1-4_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć zaprojektować i zaimplementować aplikację czasu rzeczywistego, zastosować techniki tworzenia aplikacji czasu rzeczywistego, uwzględniając elementy podnoszące realizm tworzonego oprogramowania oraz wykorzystać techniki programowania procesora graficznego za pomocą języka GLSL. | 2,0 | |
| 3,0 | nabycie umożliwości umożliwiających dostateczne wykonanie projektu na ćwiczenia lab. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_2A_D17/O/1-4_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: aktywność w określaniu priorytetów służących do realizacji określonego zadania oraz otwartość na pracę w zespole zadaniowo, postrzeganie relacji oraz hiererchii pracy grupowej. | 2,0 | |
| 3,0 | nabycie kompetencji w zakresie studiowania literatury umożliwiających dostateczną realizację projektu wykonywanego w czasie ćwiczeń lab., | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman, Real-Time rendering, A.K. Peters Ltd., 2008, trzecie
- Randima Fernando, GPU Gems: Programming Techniques, Tips and Tricks for Real-Time Graphics, Addison-Wesley Professional, 2005
- Engel, Shaderx7, Cengage Learning, 2009
Literatura dodatkowa
- Matt Pharr, Randima Fernando, GPU Gems 2: Programming Techniques for High-Performance Graphics and General-Purpose Computation, Addison-Wesley Professional, 2005, 2011