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

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    3D számítógépes geometria 2

    A tantárgy angol neve: Advanced Topics in 3D Computer Aided Geometric Design

    Adatlap utolsó módosítása: 2023. május 30.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnökinformatikus Szak

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIIIAV16   2/2/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Várady Tamás László,
    4. A tantárgy előadója

    Dr. Várady Tamás

    Egyetemi tanár

    Irányítástechnika és Informatika Tanszék

    Dr. Salvi Péter

    Egyetemi docens

    Irányítástechnika és Informatika Tanszék

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Lineáris algebra, analízis, számítógépes grafika és 3D geometriai alapismeretek, C++ programozási ismeretek

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM
    (TárgyEredmény("BMEVIIIDV01", "jegy", _) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIIIDV01", "felvétel", AktualisFelev()) > 0 )

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

    Ajánlott:

    A "3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció" (BMEVIIIMA01, illetve az ezzel azonos BMEVIIIMA25) tárgy elvégzése nagymértékben megkönnyíti a tanulmányokat. Amennyiben valaki nem hallgatta ezt a tárgyat, az alapok megszerzése érdekében célszerű bizonyos korábbi, a honlapon megtalálható előadási slide-okat áttanulmányozni.

    Jelen tárgy kizárja, a hasonló témájú BME VIIIAV21 tárgy (3D számítógépes geometriai algoritmusokfelvételét, mely doktorandusz hallgatóknak szól. 

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tárgy a „3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció” nevű tárgy folytatása azon hallgatók részére, akik megszerették a témát és érdeklődnek további érdekes, egyben mélyebb geometriai problémák iránt. A tárgy háromdimenziós pontfelhők, poligonhálók, görbék és felületek számítógépes reprezentációjával, legfontosabb algoritmusaival és ezek alkalmazásával foglalkozik. Az elméleti alapok mellett, a tudásanyag jól hasznosítható 3D-s számítógépes szoftver rendszerek fejlesztése és integrálása során, az alábbi területeken: számítógéppel segített tervezés, műszaki informatika, digitális alakzatrekonstrukció, 3D nyomtatás, virtuális valóság létrehozása.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    Elméleti blokk:

    1. hét - Bevezetés

    2. hét - Racionális görbék és felületek

    3. hét - Bézier háromszögek és N-oldalú Bézier felületek

    4. hét - Felületmetszések és lekerekítő felületek

    5. hét - Háromszöghálók paraméterezése I

    6. hét - Háromszöghálók paraméterezése II

    7. hét - Quad-alapú spline-ok

    8. hét - Proximity görbék

    9. hét - Esztétikus görbereprezentációk

    10. hét - Illesztés kényszerekkel

    11. hét - Felületcsoportok illesztése kényszerekkel

    12. hét - Implicit felületek, implicit felületek illesztése

    13. hét - Parametrikus felületek illesztése a labelling módszerrel

    14. hét - Összefoglaló

     

    Gyakorlati blokk: 

    I. Numerikus módszerek a számítógépes geometriában

    1. hét - Lineáris algebra alapok, lineáris egyenletrendszerek

    2. hét - Gyökkereső és optimalizáló módszerek

    3. -4. hét - Numerikus integrálás és differenciálegyenletek

    II. Diszkrét geometriai algoritmusok

    5. hét - Konkáv poligonok háromszögelése

    6. hét - 2D és 3D konvex burkok; középtengely számítás

    7. hét - Metszések és távolságok

    8. hét - Fa-jellegű geometriai adatszerkezetek

    III. Hallgatói előadások és demók

    9. hét - Szoftver demó I. (Sketches - tervező rendszer)

    10-13. hét - Hallgatói szemináriumok

    14. hét - Szoftver demó II. (Shapr3D - számítógépes tervezés, FormLabs - 3D nyomtatás)

     

     

     

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    A tantárgy nagy része - mind az elméleti blokk, mind a gyakorlati (alkalmazási) blokk - előadásokon kerül ismertetésre. A gyakorlati képzés része, hogy a hallgatók kidolgoznak egy-egy geometriai modellezési feladatot, és erről szemináriumot tartanak. A gyakorlati órák során több hasznos geometriai könyvtár ismertetésére is sor kerül, továbbá három érdekes tervezőrendszert is bemutatunk. 

    10. Követelmények

    Mindegyik hallgató egy önállóan kidolgozandó témát kap. Ez egy, vagy két angol nyelvű szakcikk feldolgozását jelenti. A vonatkozó elméleti anyag alapján a hallgatók egy demó programot írnak (általában C++-ban); ajánlott a korábbi tárgy által biztosított 3D-s geometriai keretrendszer használata. A félév során a hallgatók szemináriumot tartanak a feldolgozott témáról, és bemutatják demó programjuk működését; ez alapján megajánlott jegyet kaphatnak. Amennyiben nem sikerül megajánlott jegyet szerezni, az érdemjegy írásos vizsgán kerül megállapításra.

    11. Pótlási lehetőségek

    Az önálló projekteket bemutató szemináriumi előadásokat a 10.-13. hét valamelyik gyakorlati foglalkozásán kell megtartani; a sorrendet sorsolással alakítjuk ki. Indokolt esetben a szemináriumot pótolni lehet a pótlási héten a TVSZ szerint.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Hallgatói igény szerint, előre egyeztetett időpontban, az előadott anyaggal és az önálló projektekkel kapcsolatban.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    Az előadás slide-jai és a különböző applet-ek megtalálhatók a tárgy honlapján:

                http://cg.iit.bme.hu/portal/3dgeo2 

     

    [Elméleti anyag]

    1. G. Farin: Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design, A Practical Guide, Morgan Kaufmann, 2001

    2. M. Botsch et al.: Polygon Mesh Processing, A K Peters, 2010

    3. J. Hoschek, D. Lasser: Computer Aided Geometric Design, A K Peters, 1993

    4. C. M. Hoffmann: Geometric and solid modeling: an Introduction, Morgan-Kaufman, 1989

    [Numerikus módszerek]

    5. S. C. Chapra: Applied Numerical Methods with MATLAB for Engineers and Scientists, 3rd Ed., McGraw-Hill, 2012.

    6. W. H. Press et al.: Numerical Recipes - The Art of Scientific Computing, 3rd Ed., Cambridge University Press, 2007.

    [Geometriai algoritmusok]

    7. M. de Berg et al.: Computational Geometry - Algorithms and Applications, 2nd Ed., Springer, 2000.

    8. J. O'Rourke: Computational Geometry in C, 2nd Ed., Cambridge University Press, 1998. 

    9. Ph. J. Schneider et al.: Geometric Tools for Computer Graphics, Morgan Kaufmann, 2003.

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra56
    Félévközi készülés órákra20
    Felkészülés zárthelyire0
    Házi feladat elkészítése12
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés32
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék

    Dr. Várady Tamás

    egyetemi tanár

    Irányítástechnika és Informatika Tanszék

    Dr. Salvi Péter

    egyetemi docens

    Irányítástechnika és Informatika Tanszék