Grafika komputerowa i wizualizacyjna

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA
I. Informacje ogólne
I.
1 Nazwa modułu kształcenia
Grafika komputerowa i wizualizacja
2 Nazwa jednostki prowadzącej moduł (należy wskazać nazwę zgodnie ze Statutem PSW Instytut,
Zakład)
Instytut Informatyki, Zakład Informatyki Stosowanej
3 Kod modułu
4 Grupa treści kształcenia
(wypełnia koordynator
specjalnościowego
ECTS)
6 Poziom studiów
7
Studia I stopnia
9 Rok studiów,
semestr
punktów
ECTS 8 Poziom
podstawowy
10 Liczba godzin w semestrze
Wyk.
II rok IV semestr–letni
studia stacjonarne
Liczba
4
15
Ćw.
Lab.
Sem.
30
5 Typ modułu
obowiązkowy
11 Liczba godzin w tygodniu
Proj.
Wyk.
1
Ćw.
Lab.
Sem.
2
12 Język wykładowy:
polski
13 Wykładowca (wykładowcy) (imię i nazwisko, stopień naukowy oraz adres e-mailowy
wykładowcy/wykładowców prowadzących zajęcia)
Piotr Lichograj, mgr inż. , [email protected]
II. Informacje szczegółowe
14 Wymagania wstępne
1.
Znajomość podstawowych pojęć matematycznych z zakresu algebry, analizy
matematycznej i prawdopodobieństwa
2.
Podstawowa znajomość języka C
2.
Podstawowa wiedza na temat aplikacji graficznych 2D i 3D
15 Cele przedmiotu
C1
Poznanie narzędzi i metod stosowanych w tworzeniu zaawansowanej grafiki i
animacji komputerowej
C2
Poznanie problematyki związanej z grafiką wektorową i rastrową oraz
podstawami grafiki 3D
C3
Nabycie praktycznych umiejętności przygotowania i przetwarzania grafiki z
zastosowaniem różnych programów i technik wizualizacji / animacji
komputerowej
C4
Nabycie umiejętności graficznej wizualizacji danych
Proj.
16 Efekty kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych
odniesienie do celów
przedmiotu
nr
student, który zaliczył przedmiot, potrafi:
EK01
Przedstawić narzędzia, metody i pojęcia stosowane w grafice
i animacji komputerowej
Rozróżniać grafikę wektorową od rastrowej
Tworzyć realistyczną grafikę komputerową oraz animację
Przetwarzać obrazy cyfrowe
Przeprowadzić wizualizację danych
EK02
EK03
EK04
EK05
C1
C2
C2, C3
C3
C4
17 Treści programowe
W1
W2
W3
W4
W5
W6
W7
forma zajęć - wykłady
liczba
godzin
S
odniesienie do celów
kształcenia dla
przedmiotu
Historia, zastosowanie i podstawowe
pojęcia z zakresu grafiki komputerowej i
wizualizacji
Grafika rastrowa i wektorowa. Sprzęt dla
potrzeb grafiki komputerowej
Współrzędne jednorodne. Opis
macierzowy przekształceń
dwuwymiarowych i trójwymiarowych
Reprezentacja przestrzeni trójwymiarowej
na płaszczyźnie. Rzutowanie, kamera i
wirtualne studio
Światło i barwa w grafice komputerowej.
Metody oświetlenia. Cieniowanie
Oświetlenie globalne. Metoda śledzenia
promieni. Metoda energetyczna. Dążenie
do realizmu w grafice komputerowej
Komputerowa wizualizacja danych
2
EK01
2
EK02
2
EK02
2
EK03
3
EK03
2
EK04
2
15
EK05
forma zajęć - laboratoria
liczba
godzin
S
odniesienie do celów
kształcenia dla
przedmiotu
Ogólna charakterystyka środowiska
Matlab
Podstawy programowania w systemie
Matlab
Podstawowe algorytmy przetwarzania
obrazów
Wizualizacja danych i tworzenie prostego
graficznego interfejsu użytkownika
Wizualizacja danych. Zaawansowane
wykresy dwuwymiarowe i trójwymiarowe
Wprowadzenie do systemu Pov-Ray
Układ współrzędnych 3-D, orientacja osi
2
EK01
4
EK04
2
EK04
2
EK05
2
EK05
2
2
EK01
EK03
suma godzin
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
L10
L11
L12
układu, obroty wokół osi
Transformacje elementarne, translacja,
skalowanie, obrót wokół osi. Składanie
transformacji
Inicjalizacja zmiennych i realizacji pętli
oraz instrukcji warunkowych w tworzeniu
grafiki
Budowa modeli złożonych obiektów
geometrycznych przy pomocy
konstrukcyjnej geometrii bryłowej (CSG).
Definiowanie własnych obiektów
geometrycznych. Oświetlenie w grafice.
Łączenie grafiki wektorowej i bitmapowej
w tworzeniu realistycznych obrazów
Tworzenie animacji 2D i 3D
suma godzin
2
EK03
2
EK03
4
EK03
2
EK02, EK03
4
30
EK03
18 Narzędzia/metody dydaktyczne
1.
2.
3.
4.
Wykład (dyskusja)
Wykład - prezentacja
Komputer z dostępem do Internetu oraz oprogramowaniem Matlab
Komputer z oprogramowaniem PovRay
19 Sposoby oceny (F – formująca, P – podsumowująca)
F1.
F2.
P1.
P2.
ocena bieżącego przygotowania do zajęć laboratoryjnych
Aktywność w trakcie zajęć
Egzamin pisemny
Kolokwium - ocena umiejętności realizacji zadań przy komputerze
20 Obciążenie pracą studenta
forma aktywności
Godziny kontaktowe z nauczycielem (zajęcia)
Przygotowanie się do laboratorium
Przygotowanie się do kolokwium
SUMA
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA
PRZEDMIOTU
średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności
50
30
20
100
4
21 Literatura podstawowa i uzupełniająca
Literatura podstawowa:
1.
Matlab: Using Matlab ® Graphics Version 7, The Math Works, 2005
2.
Matlab User’s Guide:
http://www.mathworks.com/help/techdoc/creating_plots/bqrw9tj.html
3.
M. Jankowski, Elementy grafiki komputerowej, WNT, 1990
4.
J. Zabrodzki i inni, Grafika komputerowa, metody i narzędzia, WNT, 1994
Literatura uzupełniająca:
1.
Rudra Pratap, MATLAB7 dla naukowców i inżynierów, PWN, 2010
2.
J.D. Foley, A. van Dam, St.K.Feiner, J.F. Hughes, Computer Graphics, Principles and
Practice, Addison-Wesley Publ.Co.1996
D. Hearn, P. Baker, Computer Graphics, Prentice Hall 1997
3.
22 Kryteria oceny1
nr efektu
EK01
1
na ocenę 2
(ndst)
Nie potrafi
zaprezentować
narzędzi i
metod
stosowanych do
tworzenia
grafiki i
animacji
komputerowej
EK02
Nie potrafi
rozróżniać
grafiki
wektorowej od
rastrowej
EK03
Nie potrafi we
właściwy
sposób
wykorzystywać
narzędzi i
programów do
Do decyzji koordynatora
na ocenę 5
(bdb)
Potrafi
Potrafi
Potrafi
wymienić
zaprezentować
prezentować
narzędzia i
narzędzia i metody narzędzia i
metody
stosowane w
metody
stosowane w
tworzeniu grafiki i stosowane w
tworzeniu
animacji
tworzeniu
grafiki i animacji komputerowej,
grafiki i
komputerowej
potrafi objaśniać
animacji
pojęcia związane z komputerowej
grafiką i
oraz wskazać
wizualizacją
różnice i
podobieństwa
pomiędzy nimi,
potrafi
objaśniać
pojęcia
związane z
grafiką i
wizualizacją
Potrafi podać
Potrafi
Potrafi
główne różnice prawidłowo
prawidłowo
pomiędzy
rozróżniać i
rozróżniać,
grafiką
porównywać
porównywać
wektorową a
grafikę wektorową grafikę
rastrową
i rastrową
wektorową i
rastrową oraz
wskazać
zastosowania,
potrafi
scharakteryzować formaty
zapisu obu
rodzajów grafik
Potrafi tworzyć Potrafi poprawnie Potrafi
prostą grafikę i tworzyć grafikę i
sprawnie
animację
animację stosując tworzyć grafikę
stosując
zaawansowane
i animację o
podstawowe
funkcje poznanego wysokim
funkcje
oprogramowania
poziomie
na ocenę 3 (dst)
na ocenę 4 (db)
tworzenia
poznanego
grafiki nie
oprogramowapotrafi wykonać nia
animacji
EK04
Nie rozumie i
nie potrafi
wykorzystać
modeli kolorów
oraz
algorytmów
stosowanych do
przetwarzania
obrazów
cyfrowych
Rozumie i
potrafi
wykorzystać
poznane
algorytmy
stosowane do
korekcji
obrazów
cyfrowych.
EK05
Nie potrafi
przetworzyć
danych i
przygotować
wizualizacji
wyników
Potrafi
poprawnie
przetwarzać i
przygotowywać
dane do
wizualizacji.
Potrafi
przedstawić
wizualizację
wyników w
postaci
statycznych
wykresów
realizmu
stosując
zaawansowane
funkcje
poznanego
oprogramowania, w
projektach
umiejętnie
definiuje
własne obiekty
geometryczne,
oraz funkcje
Rozumie i potrafi
Rozumie i
wykorzystać
potrafi
poznane
wykorzystać
algorytmy
poznane
stosowane do
modele
korekcji obrazów
kolorów oraz
cyfrowych. Potrafi algorytmy
charakteryzować
stosowane do
algorytmy
korekcji
kompresji i
obrazów
dekompresji
cyfrowych.
Potrafi
charakteryzować i
wykorzystać
algorytmy
kompresji i
dekompresji
Potrafi poprawnie Potrafi
przetwarzać i
poprawnie
przygotowywać
przetwarzać i
dane do
przygotowywać
wizualizacji.
dane do
Potrafi
wizualizacji.
przeprowadzić
Potrafi
analizę i zapis
przeprowadzić
otrzymanych
analizę i zapis
wyników w postaci otrzymanych
statycznych lub
wyników w
dynamicznych
postaci
wykresów
statycznych lub
dynamicznych
wykresów.
Potrafi tworzyć
interfejs
użytkownika
wspomagający
wizualizację
III.
Inne przydatne informacje
22 Inne przydatne informacje o przedmiocie
1.
Materiały do zajęć, instrukcje do laboratorium, informacje na temat prowadzącego/-ych, zmiany
godzin, sali oraz terminów konsultacji, egzaminów/popraw: ii.pswbp.pl/pl, (hasło i login
podawane na pierwszych zajęciach) oraz gablota obok sekretariatu Instytutu Informatyki.
Tabela podsumowująca.
Efekt kształcenia
EK01
EK02
EK03
EK04
EK05
Odniesienie danego
efektu do efektów
zdefiniowanych dla
całego programu
(„kierunkowych”)
Cele przedmiotu
Treści programowe
K_W12, K_K02
K_W12
C1
C2,C3
K_W19, K_U22
C3
K_W19, K_U22
K_W19,K_U01
C3
C4
W1,L1,L6
W2,W3,L11
W4, W5, L7,L8,L9,L10,
L11,L12
W6 ,L2,L3
W7,L4,L5
Narzędzia/metody
dydaktyczne
Sposób oceny
N2,N3,N4
N1,N2,N4
P1
F2,P1
N2,N4
F1,P2
N2,N3
N2,N3
F1, P2
F1, P2
Strona | 7