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: 2017. június 22.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnökinformatikus Szak és

    Doktorandusz képzés 

    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 adjunktus

    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
    Ajánlott:

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

    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

    1-4. hét. Görbék és felületek I.

    Racionális görbék és felületek; Bézier háromszögek és általánosított n-oldalú Bézier felületek; quad-surface spline-ok; T-spline-ok

    5-9. hét. Háromszögháló algoritmusok

    Delaunay háromszögelés kényszerekkel; izotróp hálók; paraméterezés; baricentrikus koordináták és alkalmazásuk; háromszöghálók simítása; négyszöghálók előállítása

    10-14. hét. Görbék és felületek II.

    Szabadformájú felületek illesztése; görbék és felületek simítása; metszések, offszetek, lekerekítések; felületcsoportok illesztése kényszerekkel;

    Gyakorlati blokk

    1-3. hét Numerikus módszerek a számítógépes geometriában

    Lineáris algebra alapok, lineáris egyenletrendszerek; gyökkereső és optimalizáló módszerek; numerikus integrálás és differenciálegyenletek

    4-6. hét Diszkrét geometriai algoritmusok

    Konkáv poligonok háromszögelése; 2D és 3D konvex burkok; középtengely számítás; metszések és távolságok; fa-jellegű geometriai adatszerkezetek

    7. hét Szoftver demó I. (Sketches tervező rendszer)

    8-11. hét Hallgatói szemináriumok

    12-13. hét Geometriai könyvtárak

          (i) PCL (Point Cloud Library);

          (ii) CGAL (Computational Geometry Algorithms Library)

    14. hét Szoftver demó II (GOM Viewer)

    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 két 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 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 kapnak. 

    11. Pótlási lehetőségek

    Az önálló projekteket bemutató szemináriumi előadásokat a 8.-12. 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 órákra14
    Felkészülés zárthelyire0
    Házi feladat elkészítése20
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
    Vizsgafelkészülés20
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék

    Dr. Várady Tamás

    egyetemi tanár

    Irányítástechnika és Informatika Tanszék

    Dr. Salvi Péter

    egyetemi adjunktus

    Irányítástechnika és Informatika Tanszék