|
|
Main menu for Browse IS/STAG
Course info
KIV / UPG
:
Course description
Department/Unit / Abbreviation
|
KIV
/
UPG
|
Academic Year
|
2023/2024
|
Academic Year
|
2023/2024
|
Title
|
Introduction to Computer Graphics
|
Form of course completion
|
Exam
|
Form of course completion
|
Exam
|
Accredited / Credits
|
Yes,
5
Cred.
|
Type of completion
|
Combined
|
Type of completion
|
Combined
|
Time requirements
|
Lecture
3
[Hours/Week]
Tutorial
2
[Hours/Week]
|
Course credit prior to examination
|
Yes
|
Course credit prior to examination
|
Yes
|
Automatic acceptance of credit before examination
|
No
|
Included in study average
|
YES
|
Language of instruction
|
-
|
Occ/max
|
|
|
|
Automatic acceptance of credit before examination
|
No
|
Summer semester
|
11 / -
|
3 / -
|
0 / -
|
Included in study average
|
YES
|
Winter semester
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Repeated registration
|
NO
|
Repeated registration
|
NO
|
Timetable
|
Yes
|
Semester taught
|
Winter + Summer
|
Semester taught
|
Winter + Summer
|
Minimum (B + C) students
|
10
|
Optional course |
Yes
|
Optional course
|
Yes
|
Language of instruction
|
-
|
Internship duration
|
0
|
No. of hours of on-premise lessons |
|
Evaluation scale |
1|2|3|4 |
Periodicity |
každý rok
|
Evaluation scale for credit before examination |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Fundamental theoretical course |
Yes
|
Fundamental course |
Yes
|
Fundamental theoretical course |
Yes
|
Evaluation scale |
1|2|3|4 |
Evaluation scale for credit before examination |
S|N |
Substituted course
|
None
|
Preclusive courses
|
N/A
|
Prerequisite courses
|
N/A
|
Informally recommended courses
|
KIV/PPA and KIV/ADT and KIV/IDT
|
Courses depending on this Course
|
N/A
|
Histogram of students' grades over the years:
Graphic PNG
,
XLS
|
Course objectives:
|
The goal of this course is to provide an overview of the programming skills in computer graphics and multimedia required in practice to produce simple graphical outputs using the existing software and program libraries. For students interested in methods of computer graphics and multimedia (especially, with respect to the programming of graphics libraries and complex graphics applications), there are special courses KIV/ZPG, KIV/MHS, KIV/KPG and KIV/GSVD.
|
Requirements on student
|
In order to pass the course, the student must collect at least 56 points out of 100 in their project, activities on seminars, and exam (a written form with oral or practical form) so that they collect at least 30 points out of 60 in their project and activities on seminars and at least 20 points out of 40 in the exam. Marks are as follow: 1 = 86 - 100, 2 = 71 - 85, 3 = 56 - 70, 4 = <= 55 points.
|
Content
|
1. Introduction to 2D vector graphics: graphic primitives (lines, polygons, conics, arcs) and their use, drawing of curves using line segments and arcs, Bezier curve - properties and its use, pen (stroke) and fill, effects with strokes and hatches.
2. Introduction to 2D vector graphics II: OpenType fonts, font attributes, font size and metrics, text alignment, printing on a printer.
3. Advanced 2D vector graphics: affine transformation in 2D, Boolean operations with graphic primitives, storing a vector image into a file - common vector formats (SVG).
4. Interactive 2D vector graphics: hit detection, application examples of analytic geometry, simple animations, time axis, and triggers.
5. Introduction to 2D bitmap graphics: intensity perception, properties of colour models RGB, CMY and HSV, colour management, ICC profiles, representation of pixel, palette, using raster objects in vector graphics, basic manipulation with a raster image, properties of common bitmap formats (BMP, PNG, JPEG, GIF).
6. Advanced 2D bitmap graphics: image resizing options, convolution, rendering into an image, double buffering, transparency, and watermarking.
7. Introduction to scientific visualization: volume representation, slice-by-slice visualization of volume data, scalar and vector fields, colour mapping, glyphs, and streamlines.
8-9. Introduction to information visualization: the importance of information visualization, visual manipulation, visualization using tables, graphs, diagrams and maps, colour scales.
9-10. Advanced information visualization: visualization of multidimensional data, visualization of hierarchies and workflows, overview and detail.
11. Multimedia: fundamental definitions (clip resolution, HD format, frame rate, codec, container, stereo vs. mono sounds), fundamental methods for video processing, properties of common multimedia formats (e.g., MPEG-2, MPEG-4, MP3). Using multimedia in standalone applications and on the internet.
12. Introduction to 3D graphics: geometry primitives, camera and light models, affine transformation in 3D, 2D textures, creating models in modellers, and common formats for 3D scene description (e.g., X3D).
13. Invited talk (reserve).
|
Activities
|
|
Fields of study
|
Předmět má vedené stránky na CourseWare (https://courseware.zcu.cz/portal/studium/courseware/kiv/upg), kde jsou pro studenty k dispozici:
1) kompletní prezentace z přednášek
2) detailní popis cvičení zahrnující ukázky řešení relevantních příkladů
3) video tutoriály pro cvičení (cca 30-45 min. na každé cvičení)
4) ukázkový zkouškový test
Pro předmět existuje zřízený Discord server UPG (pozvánka je rozesílána zapsaným studentům před zahájením semestru), kde studenti mezi sebou nebo s vyučujícími mohou řešit problémy s řešením bonusových příkladů na cvičení, semestrální práce, ale i diskutovat zkouškové příklady apod. Odezvy od vyučujících jsou do 24 hodin, většinou "okamžité".
|
Guarantors and lecturers
|
|
Literature
|
-
Basic:
Navrátil, Pavel. Počítačová grafika a multimédia. Computer Media, 2007. ISBN 80-86686-77-9.
-
Extending:
Tufte, Edward R. Beautiful evidence. Cheshire : Graphics Press, 2006. ISBN 0-9613921-7-7.
-
Recommended:
Telea, Alexandru C. Data visualization : principles and practice. Wellesley : A K Peters, 2008. ISBN 978-1-56881-306-6.
-
Recommended:
Ward, Matthew; Grinstein, Georges G.; Keim, Daniel. Interactive data visualization : foundations, techniques, and applications. Natick : A K Peters, 2010. ISBN 978-1-56881-473-5.
-
Recommended:
Chalupa, Radek. Programování v GDI+ v příkladech - grafika a fotografie ve Visual C++. Praha : BEN - technická literatura, 2007. ISBN 978-80-7300-217-6.
-
On-line library catalogues
|
Time requirements
|
All forms of study
|
Activities
|
Time requirements for activity [h]
|
Contact hours
|
65
|
Preparation for an examination (30-60)
|
30
|
Individual project (40)
|
40
|
Total
|
135
|
|
Prerequisites
|
Knowledge - students are expected to possess the following knowledge before the course commences to finish it successfully: |
popsat principy programování v imperativních jazycích, tj. řídící struktury, cykly, metody, aj |
popsat principy objektově orientovaného programování |
orientovat se v primitivních datových typech |
orientovat se v problematice dynamické alokace paměti, tj. reference, pole, apod |
orientovat se v matematických pojmech na úrovni středoškolské matematiky |
Skills - students are expected to possess the following skills before the course commences to finish it successfully: |
implementovat jednoduchý objektově orientovaný program v libovolném progr. jazyce (např. Java), který dokáže načíst strukturovaná data ze souboru do dynamicky zvětšovaného pole objektů |
implementovat jednoduchý objektově orientovaný program v libovolném progr. jazyce (např. Java), který dokáže provést nad daty jednoduchý výpočet (např. průměr věků všech osob ženského pohlaví) |
implementovat jednoduchý objektově orientovaný program v libovolném progr. jazyce (např. Java), který dokáže vypsat výsledek do konzole, resp. textového souboru |
vytvořit v tabulkovém editoru typu MS Excel tabulku obsahující vedle hodnot rovněž vzorce, přičemž buňky dokáže podmíněně formátovat, seřadit a filtrovat |
používat prakticky středoškolskou mamatiku, zejména látku týkající se analytické geometrie |
Competences - students are expected to possess the following competences before the course commences to finish it successfully: |
N/A |
N/A |
|
Learning outcomes
|
Knowledge - knowledge resulting from the course: |
charakterizovat vektorovou a bitmapovou grafiku a jejich nejčastěji používané formáty (SVG, X3D, BMP, GIF, PNG, JPEG, ...) |
charakterizovat digitální video a audio a jejich nejčastěji používané formáty (např. MPEG-4, MP3) |
vysvětlit rozdíl mezi kresebně orientovaným a objektově orientovaným přístupem pro tvorbu grafiky |
orientovat se v přístupech použivaných pro vytváření modelů geom. objektů ve 2D i 3D, tj. cesta, region, sweep, revolve |
orientovat se v základních transformacích grafických objektů ve 2D i 3D (translace, rotace, změna měřítka) |
popsat nejčastěji používané barevné modely a způsoby ukládání barvy v počítači |
popsat prvky scény ve 3D (modely objektů, kamery, světel) vzhledem k zamýšlené formě vizualizace (drátěný model, jednobarevný ploškový model, konstatní a Gouraud stínování, fotorealistický přístup) |
popsat základní metody interpolace dat: nejbližší soused, lineární interpolace a (bi)kubická v kontextu změny měřítka bitmapového obrazu a časově proměnlivých parametrů vektorové grafiky (animace) |
popsat základní principy úpravy rastrového obrazu: přenosová křivka, konvoluce |
popsat nejčastěji používané metody kombinování pixelů více obrazů, tj. alfa-blending, operátory min, max, mul |
orientovat se v základních metodách pro vizualizaci skalárních a vektorových polí, tj. barevná mapa, kontury, šipky, streamlines |
orientovat se v základních metodách pro vizualizaci číselné i nečíselné informace, hierarchií a vztahů, tj. různé grafy (plot, chart), pavučina, paralelní souřadnice, Senkeyův diagram, mapa, grafy (graph) a stromy, apod. |
Skills - skills resulting from the course: |
vybrat a realizovat vhodný způsob vizualizace dané konkrétní informace a jistých technických parametrů (např. velikost obrazovky) s využitím dostupných nástrojů (např. tabulkový editor typu MS Excel, editor obrázků typu Adobe Photoshop) nebo prostřednictvím vlastní jednoduché aplikace (napsané např. v progr. jazyce Java s využitím dostupných vizualizačních knihoven), např. vizualizace preferencí volebních stran v jednotlivých krajích, prodejnosti zboží internetového obchodu, nebo závislosti stability tenkovrstvého materiálu na teplotě a tlaku, realizované např. barevnou mapou, okomentovaným grafem, apod. |
vybrat a realizovat vhodný způsob vizualizace v čase měnící se konkrétní informace, např. vývoj počasí (teplota, srážky, vítr) přes den v celé Evropě realizovaný animovanou, resp. interaktivně se měnící, barevnou mapou teplot s šipkami udávající směr a velikost rychlosti větru |
uložit vizualizaci do standardního rastrového nebo vektorového formátu případně do videa prostřednictvím nástrojů (např. InkScape, ffmpeg) nebo vlastní jednoduché aplikace (s využitím dostupných vizualizačních knihoven, např. JFreeSVG, ffmpeg) |
zobrazit uloženou vizualizaci prostřednictvím vlastní jednoduché aplikace (s využitím dostupných vizualizačních knihoven) dle charakteru vizualizace |
Competences - competences resulting from the course: |
N/A |
rozsáhlejší SP, která není přesně nalinkovaná, takže studenti mají rámcové zadání, byť hodně detailní, a musí se rozhodovat |
|
Assessment methods
|
Knowledge - knowledge achieved by taking this course are verified by the following means: |
Written exam |
Combined exam |
Skills demonstration during practicum |
Project |
Skills - skills achieved by taking this course are verified by the following means: |
Skills demonstration during practicum |
Project |
Competences - competence achieved by taking this course are verified by the following means: |
Project |
|
Teaching methods
|
Knowledge - the following training methods are used to achieve the required knowledge: |
Interactive lecture |
One-to-One tutorial |
Skills - the following training methods are used to achieve the required skills: |
Practicum |
Individual study |
Competences - the following training methods are used to achieve the required competences: |
Interactive lecture |
Individual study |
One-to-One tutorial |
|
|
|
|