Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

matematika, digitális technika, fizika, programozás

A tárgy célja, hogy ismeretanyagot nyújtson a grafikus hardver, szoftver eszközökről és alkalmazásukról. Bemutatja a két és három dimenziós modellezés és képszintézis algoritmusait, és áttekintést ad a számitógépes grafika CAD-CAM alkalmazásáról és az ablakozó rendszerek felhasználásáról. Az animációval kapcsolatban tárgyalja a valószerű mozgás tervezésének és szimulációjának a módszereit.

I. Raszteres grafikai rendszerek hw. kérdései

Raszter elven működő megjelenitők tipikus felépitése. A rasztertár hozzáférési problémái. Lookup tábla, D/A konverzió.

II. Grafikus alrendszerek sw felépitése

Felhasználói interface-k osztályozása, WIMP interface-k, menük. Grafikus könyvtárak. Az MS-WINDOWS és X-WINDOW/OSF-MOTIF.

III. 2D modellezés, és leiró adatbázisok

Grafikus primitivek és attribútumaik, interpolációs és approximációs görbék, spline-k, területek. Szegmentált megjelenitő állományok.

IV. Koordináta transzformációk, 2D képszintézis

Kordináta rendszerek és transzformációk. Homogén koordináták projektív geometriai megalapozása. A projektív tér homogén lineáris transzformációi. Pásztaonverzió (szakasz, terütet), algoritmusok hardware realizációja. 2D grafikus pipeline.

V. Fraktálok

Hausdorff dimenzió, kapcsolat a Brown mozgással, kaotikus dinamikus rendszerek a komplex sikon, IFS kódolás

VI. 3D modellezés és leiró adatbázisok

Modellező rendszerek osztályozása, topológiai konzisztencia. Testmodellezés: CSG fa, B-Rep, Winged-Edge adatstruktúra.

VII. 3D képszintézis

3D képszintézis fizikai alapmodellje (Hall modell), illumináció, Kamera és fényforrás modell, sugárkövetéses képszintézis. Textúra leképzés. Anti-aliasing.

VIII. Huzalváz és inkrementális tömör megjelenités

Huzalváz generáló algoritmusok. Z-buffer, Warnock, prioritásos,scal-line takartfelület algoritmusok. Goroud és Phong árnyalás.

IX. Analitikus (radiosity) módszer

Fotometria alaptörvénye, energia egyenlet, forma faktorok, szemi-kocka algoritmus, iterativ finomitás, kombinált módszerek, numerikus problémák (Gauss-Seidel iteráció). Variáció számításon alapuló véges elem módszerek alkalmazása. Ritz és Galjerkin módszerek.

X. 3D térfogati modellek megjelenítése (Volume visualization)

3D függvények digitális reprezentációja. Felület rekonstrukció. Elnyelésen alapuló megjelenítés.

XI. Számitógépes animáció

Kinematikai és kinetikai tervezés, key-frame animáció, pálya-interpolációs módszerek, kvaternió algebra, mechanikai kényszerek figyelembe vétele, valós idejű animáció, hw támogatás.

A tantárgy előadáson kerül ismertetésre, melyet demonstrációk egészitenek ki a következő témakörökben: 2D grafikus rendszerek, 3D grafikus rendszerek, Fraktálok, Felhasználói felületek, animáció.

A tárgynak félévközi követelménye nincs, a jegy a vizsgán kerül megállapitásra. A vizsga írábeli.

1. Szirmay-Kalos László (szerkesztő): Theory of Three-dimensional Computer Graphics.

Akadémia Könyvkiadó (megjelenik 1995-ben)

2. Foley- Dam- Freiner- Hughes: Computer graphics, Addison Wesley, 1990

3. Watt: Fundamentals of Three-dimensional Computer Graphics, Addison Wesley, 1989