Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
specjalność: systemy komputerowe i oprogramowanie
Sylabus przedmiotu Grafika komputerowa i wizualizacja:
Informacje podstawowe
Kierunek studiów | Informatyka | ||
---|---|---|---|
Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
Profil | ogólnoakademicki | ||
Moduł | — | ||
Przedmiot | Grafika komputerowa i wizualizacja | ||
Specjalność | przedmiot wspólny | ||
Jednostka prowadząca | Katedra Systemów Multimedialnych | ||
Nauczyciel odpowiedzialny | Radosław Mantiuk <Radoslaw.Mantiuk@zut.edu.pl> | ||
Inni nauczyciele | |||
ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
KOD | Wymaganie wstępne |
---|---|
W-1 | Umiejętność programowania w języku C/C++. |
W-2 | Podstawowa wiedza z matematyki stosowanej i fizyki w zakresie obliczeń wektorowo-macierzowych, sterometrii, trygonometrii, optyki, kinematyki. |
Cele przedmiotu
KOD | Cel modułu/przedmiotu |
---|---|
C-1 | Zapoznanie z podstawowymi zagadnieniami z zakresu grafiki komputerowej oraz wizualizacji komputerowej. |
C-2 | Zapoznanie z technikami projektowania i programowania aplikacji grafiki komputerowej czasu rzeczywistego. |
C-3 | Zdobycie kompetencji personalnych w zakresie umiejętności czytania dokumentacji technicznej (API OpenGL, biblioteka GLUT), wykorzystywania opisów i wiedzy zbgromadzonej w internecie do programowania własnych aplikacji. |
C-4 | Zdobycie kompetencji społecznych w zakresie współpracy z innymi studentami, wymiany informacji o sposobie rozwiązywania konkretnych problemów implementacyjnych, porównywanie jakości własnych rozwiązań do osiągnięć innych osób. |
C-5 | Zdobycie kompetencji personalnych związanych z prezentacją oraz obroną własnych rozwiązań projektowych i programistycznych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
KOD | Treść programowa | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
T-L-1 | Implementacja programu komputerowego wykorzystującego OpenGL i GLUT. | 2 |
T-L-2 | Wykorzystanie transformacji geometrycznych: translacja, rotacja, skalowanie. | 2 |
T-L-3 | Implementacja interaktywnej kamery pierwszoosobowej. | 2 |
T-L-4 | Wykorzystanie technik oświetlenia w oparciu o nieprogramowalny potok renderowania. Źródła światła i cechy materiału. | 2 |
T-L-5 | Definicja geometrii złożonej bryły trójwymiarowej. | 2 |
T-L-6 | Teksturowanie powierzchni brył trójwymiarowych. | 2 |
T-L-7 | Implementacja modelu oświetlenia Phonga i cieniowania gładkiego w oparciu o programowalny potok renderowania. | 3 |
15 | ||
wykłady | ||
T-W-1 | Wstęp do grafiki komputerowej 1. Obszary zainteresowania grafiki komputerowej 2. Grafika rastrowa a wektorowa, grafika czasu rzeczywistego a realistyczna 3. Architektura systemu grafiki komputerowej czasu rzeczywistego 4. Wyświetlanie obrazu, sposoby działania wyświetlaczy | 2 |
T-W-2 | Synteza trójwymiarowej grafiki komputerowej 1. Wstęp do OpenGL, architektura, rys historyczny, podstawy wykorzystania, GLUT 2. Pojęcie sceny, modelu, syntezy obrazu 3. Przekształcenia geometryczne w przestrzeni trójwymiarowej | 2 |
T-W-3 | Kamera i interakcja ze sceną 1. Projekcja perspektywiczna, rzutowanie prostokątne 2. Cechy widoku i projekcji wirtualnej kamery 3. Obsługa wejścia od użytkownika w GLUT 4. Interaktywna kamera pierwszoosobowa | 2 |
T-W-4 | Definicja geometrii i rasteryzacja 1. Rasteryzacja z wykorzystaniem prymitywów 2. Sposoby definicji zbioru punktów 3. Optymalizacja renderowania dużych zbiorów wierzchołków | 2 |
T-W-5 | Oświetlenie 1. Oświetlenie a cieniowanie 2. Oświetlenie globalne, oświetlenie lokalne 3. Model oświetlenia Phonga 4. Rachunek wektorowy w modelu Phonga | 2 |
T-W-6 | Teksturowanie 1. Tekstura jako macierz danych 2. Mapowanie tekstur na powierzchnię elementów sceny 3. Metody filtracji tekstur 4. Zastosowania teksturowania | 2 |
T-W-7 | Programy cieniujące 1. Programowalny potok renderowania w OpenGL 2. Tworzenie programów cieniujących w języku GLSL 3. Vertex shader, fragment shader, geometry shader | 3 |
15 |
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
KOD | Forma aktywności | Godziny |
---|---|---|
laboratoria | ||
A-L-1 | przygotowanie do zajęć | 7 |
A-L-2 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-L-3 | indywidualne wykonywanie zadań cząstkowych w domu | 8 |
A-L-4 | udział w zaliczeniu formy zajęć | 1 |
31 | ||
wykłady | ||
A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
A-W-2 | przygotowanie do egzaminu | 8 |
A-W-3 | studia literaturowe | 6 |
A-W-4 | udział w egzaminie | 2 |
31 |
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
---|---|
M-1 | wykład informacyjny oraz konwersatoryjny |
M-2 | ćwiczenia laboratoryjne z zakresu podstaw programowania grafiki czasu rzeczywistego w oparciu o OpenGL |
Sposoby oceny
KOD | Sposób oceny |
---|---|
S-1 | Ocena formująca: ocena formująca: kontrola postępów w rozwiązywaniu zadań cząstkowych |
S-2 | Ocena podsumowująca: ocena podsumowująca: ocena praktycznej pracy studenta w ciągu semestru i obrona zaprezentowanych przez niego rozwiązań zadań cząstkowych |
S-3 | Ocena podsumowująca: ocena podsumowująca: egzamin z wiedzy teoretycznej |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
I_1A_C/13_W01 Zdobycie wiedzy z zakresu podstaw grafiki komputerowej i wizualizacji. | I_1A_W13 | — | — | C-1, C-2 | T-W-2, T-W-4, T-W-3, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-1 | M-1, M-2 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
I_1A_C/13_U01 Umiejętność praktycznego rozwiązywanie problemów technicznych metodami programistycznymi na przykładzie implementacji technik grafiki czasu rzeczywistego. | I_1A_U01, I_1A_U15, I_1A_U19, I_1A_U05 | — | — | C-4, C-3, C-2, C-5 | T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1, T-L-6, T-L-7 | M-2 | S-1, S-2 |
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 | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
---|---|---|---|---|---|---|---|
I_1A_C/13_K01 Kompetencje personalne w zakresie umiejętności odszukania wiedzy i wykorzystania jej w praktyce w implementacji aplikacji grafiki czasu rzeczywistego, kompetencje personalne w zakresie prezentacji i obrony proponowanych rozwiązań technicznych, kompretencje społeczne w zakresie konsultowania się w związku z rozwiązywaniem określonych problemów. | I_1A_K01, I_1A_K02 | — | — | C-4, C-3, C-5 | T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1, T-L-6, T-L-7 | M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_1A_C/13_W01 Zdobycie wiedzy z zakresu podstaw grafiki komputerowej i wizualizacji. | 2,0 | Niedostateczne opanowanie wiedzy prezentowanej na wykładzie. |
3,0 | Opanowanie wiedzy prezentowanej na wykładzie w stopniu dostatecznym. | |
3,5 | Ponad dostateczne opanowanie wiedzy prezentowanej na wykładzie. | |
4,0 | Dobre opanowanie wiedzy prezentowanej na wykładzie. | |
4,5 | Bardzo dobre opanowanie wiedzy prezentowanej na wykładzie. | |
5,0 | Wyróżniające opanowanie wiedzy prezentowanej na wykładzie. |
Kryterium oceny - umiejętności
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_1A_C/13_U01 Umiejętność praktycznego rozwiązywanie problemów technicznych metodami programistycznymi na przykładzie implementacji technik grafiki czasu rzeczywistego. | 2,0 | Niepełne wykonanie zadań cząstkowych. |
3,0 | Wykonanie wszystkich zadań cząstkowych w podstawowym zakresie. | |
3,5 | Wykonanie niektórych zadań cząstkowych w rozszerzonym zakresie i wszystkich pozostałych w zakresie podstawowym. | |
4,0 | Wykonanie znaczącej części zadań cząstkowych w rozszerzonym zakresie i wszystkich pozostałych w zakresie podstawowym. | |
4,5 | Wykonanie większości zadań cząstkowych w rozszerzonym zakresie i wszystkich pozostałych w zakresie podstawowym. | |
5,0 | Wykonanie wszystkich zadań cząstkowych w rozszerzonym zakresie. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
---|---|---|
I_1A_C/13_K01 Kompetencje personalne w zakresie umiejętności odszukania wiedzy i wykorzystania jej w praktyce w implementacji aplikacji grafiki czasu rzeczywistego, kompetencje personalne w zakresie prezentacji i obrony proponowanych rozwiązań technicznych, kompretencje społeczne w zakresie konsultowania się w związku z rozwiązywaniem określonych problemów. | 2,0 | Niepełne rozwiązanie zadań cząstkowych. |
3,0 | Rozwiązanie zadań cząstkowych w sposób podstawowy. | |
3,5 | Systematyczna praca na zajęciach, rozwiązanie zadań cząstkowych w sposób podstawowy. | |
4,0 | Systematyczna praca na zajęciach, rozwiązanie zadań cząstkowych w sposób wykazujący umiejętność korzystania z dodatkowej wiedzy znalezionej w internecie. | |
4,5 | Systematyczna praca na zajęciach, rozwiązanie zadań cząstkowych w sposób wykazujący umiejętność korzystania z dodatkowej wiedzy znalezionej w internecie oraz konieczność wymiany wiedzy z innym i studentami. | |
5,0 | Systematyczna praca na zajęciach, rozwiązanie zadań cząstkowych w sposób wykazujący umiejętność korzystania z literatury i dodatkowej wiedzy znalezionej w internecie oraz konieczność wymiany wiedzy z innym i studentami. |
Literatura podstawowa
- Peter Shirley, Stephen Robert Marschner, Fundamentals of Computer Graphics, AK Peters, 2009
- Tomas Akenine-Moller, Eric Haines, Naty Hoffman, Real-Time Rendering, AK Peters, 2008, 3
- Dave Shreiner, Mason Woo, Jackie Neider, Tom Davis, OpenGL Programming Guide (Sixth Edition) - The Official Guide to Learning OpenGL, Version 2.1, Addison-Wesley Professional, 2007, 6