Graficzne modelowanie scen 3D

Nazwa przedmiotu:
Graficzne modelowanie scen 3D
Graphical modeling of 3D scenes
Kierunek:
Forma studiów:
Stacjonarne
Poziom przedmiotu:
Informatyka
Kod przedmiotu:
obowiązkowy na specjalności:
Inżynieria oprogramowania
II stopnia
IO3_01
Rok: II
Semestr: III
Rodzaj zajęć:
Liczba godzin/tydzień:
Liczba punktów:
wykład, laboratorium
2W, 2L
3 ECTS
Rodzaj przedmiotu:
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
I KARTA PRZEDMIOTU
CEL PRZEDMIOTU
C1. Zapoznanie studentów z metodami i technikami graficznego modelowania scen 3D
C2. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności w zakresie doboru i projektowania
graficznych scen 3D z wykorzystaniem narzędzi programistycznych oraz programów
narzędziowych.
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI
1. Wiedza z zakresu grafiki komputerowej.
2. Umiejętność programowania w języku C++.
3. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy stanowisku komputerowym.
4. Umiejętność posługiwania się systemem komputerowym Windows.
5. Umiejętność wykonywania działań matematycznych do rozwiązywania postawionych zadań.
6. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji
technicznej.
7. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie.
8. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań.
EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK 1 – posiada wiedzę teoretyczną z zakresu modelowania scen 3D,
EK 2 – zna podstawowe algorytmy rasteryzacji scen 3D,
EK 3 – potrafi wykonać graficzną scenę 3D z wykorzystaniem uniwersalnego API do
modelowania grafiki,
EK 4 – potrafi uwzględnić w tworzonej scenie 3D modele światła, cieniowania
EK 5 – zna modele oświetlenia globalnego,
EK 6 – potrafi wykorzystać charakterystykę odbioru przez człowieka barwy, światła, kontrastów
w tworzonych scenach graficznych,
EK 7 – ma wiedzę z zakresu przekształceń geometrycznych oraz morfologicznych i potrafi ją
praktycznie wykorzystać,
EK 8 – potrafi stworzyć programowo obiekty graficzne z uwzględnieniem perspektywy,
oświetlenia, cieniowania, teksturowania
EK 9 – potrafi stworzyć z wykorzystaniem narzędzi programowych trójwymiarowe obiekty
graficzne z uwzględnieniem perspektywy, oświetlenia, cieniowania, teksturowania
EK 10 – potrafi obsługiwać oprogramowanie do tworzenia scen 3D
EK 11 - potrafi przygotować sprawozdanie z przebiegu i realizacji ćwiczenia
TREŚCI PROGRAMOWE
Forma zajęć – WYKŁADY
W 1,2 - Charakterystyka bibliotek OpenGL i Direct3D.
W 3 - Modelowanie krzywych i powierzchni.
W 4 - Eliminacja powierzchni zasłoniętych.
W 5 – Formaty plików graficznych dla scen 3D.
W 6,7 – Przekształcenia geometryczne, punktowe, morfologiczne.
W 8 - Rzutowanie scen 3D na płaszczyznę.
W 9 - Rasteryzacja scen 3D.
W 10, 11 – Modelowanie oświetlenia i cieniowania.
W 12 – Oświetlenie globalne.
W 13 – Tekstury i sposoby ich nakładania.
W 14 – Podstawowe techniki animacji scen 3D.
W 15 – Przegląd programów do modelowania scen 3D.
Forma zajęć – LABORATORIUM
L 1 - Przegląd programów do modelowania scen 3D.
L 2 - Tworzenie podstawowych obiektów graficznych przy wykorzystaniu OpenGL.
L 3 - Tworzenie podstawowych obiektów graficznych przy wykorzystaniu DirectX.
L 4 - Modelowanie krzywych oraz powierzchni.
L 5 - Metody eliminacji powierzchni zasłoniętych.
L 6 - Wykorzystanie plików graficznych w modelowaniu obiektów 3D.
L 7, 8 - Przekształcenia obiektów w grafice trójwymiarowej.
L 9, 10 - Modelowanie oświetlenia i cieniowania.
L 11, 12 - Teksturowane obiektów graficznych.
L 13 - Rasteryzacja scen 3D.
L 14, 15 - Tworzenie scen 3D z wykorzystaniem oprogramowania Blender.
Liczba
godzin
4
2
2
2
4
2
2
4
2
2
2
2
Liczba
godzin
2
2
2
2
2
2
4
4
4
2
4
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
1. – wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych
2. – ćwiczenia laboratoryjne, opracowanie sprawozdań z realizacji przebiegu ćwiczeń
3. – instrukcje do wykonania ćwiczeń laboratoryjnych
4. – przykłady gotowych scen 3D i animacji
5. – komputery z zainstalowanym oprogramowaniem do modelowania scen 3D
6. – instrukcje i opis uniwersalnego API do tworzenia trójwymiarowej grafiki komputerowej
3
SPOSOBY OCENY ( F – FORMUJĄCA, P – PODSUMOWUJĄCA)
F1. – ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych
F2. – ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń
F3. – ocena sprawozdań z realizacji ćwiczeń objętych programem nauczania
F4. – ocena aktywności podczas zajęć
P1. – ocena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji
uzyskanych wyników – zaliczenie na ocenę*
P2. – ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu - egzamin
*) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych,
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Forma aktywności
Godziny kontaktowe z prowadzącym
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie aktywności
30W 30L  60h
Godziny konsultacji z prowadzącym
5h
Wykonanie sprawozdań z realizacji ćwiczeń laboratoryjnych
10 h
(czas poza zajęciami laboratoryjnymi)
Suma 
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS
DLA PRZEDMIOTU
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach
wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o
charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i
projektowych

75 h
3 ECTS
2,6 ECTS
1,6 ECTS
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA
1.
2.
3.
4.
6.
7.
8.
R. S. Wright, Jr., N. Haemel, G. Sellers, B. Lipchak, OpenGL. Księga eksperta. Wydanie V,
Helion 2011
Kevin Hawkins, Dave Astle , OpenGL. Programowanie gier, Helion 2003
Julio Sanchez, Maria Canton , Direct3D. Programowanie grafiki trójwymiarowej w DirectX.
Biblia, Helion, 2001
R. Krupiński , Aplikacje Direct3D, Helion 2002
5. P. Shirley, Fundamentals of Computer Graphics, sec. ed. A K Peters, 2005
J. Zabrodzki, Grafika Komputerowa, metody i narzędzia. WNT, 1994
P. Kiciak, Podstawy modelowania krzywych i powierzchni, WNT, Warszawa 2004
Kuklo K., Kolmaga J.: Blender - kompendium. Helion, 2007.
PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1. dr inż. Adam Kulawik [email protected]
4
MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
Efekt
kształcenia
EK1
EK2
EK3
EK4
EK5
EK6
EK7
EK8
EK9
EK10
EK11
Odniesienie
danego efektu do
efektów
zdefiniowanych
dla całego
programu (PEK)
KIO2_W23
KIO2_W23
KIO2_W24
KIO2_U24
KIO2_W23
KIO2_W24
KIO2_U24
KIO2_W23
KIO2_W23
KIO2_U24
KIO2_W23
KIO2_U24
KIO2_W23
KIO2_W24
KIO2_U24
KIO2_W23
KIO2_W24
KIO2_U24
KIO2_U24
KIO2_W23
KIO2_W24
KIO2_U24
Cele
przedmiotu
Treści
programowe
Narzędzia
dydaktyczne
Sposób
oceny
C1
C1
W3-W14
W9
1,2
2,3
F1, P2
F1, P2
C1, C2
W1, W2, L2-L13
2-6
F2-F4, P1
C2
W10-W11, L9,
l10, L14, L15
2-6
F1 - F4, P1
C1
W12, L9, L10, l15
1,2
C1, C2
W3, W9, L13
1,2
F1, P2
F1, F2, F4,
P1
C1, C2
W6,W7,L7,L8,
L15
1-6
F1 - F3, P2
C2
L2-L13
2-6
F2, F4, P1
C1, C2
W1-W15, L1-L15
2-6
F2 - F4, P1
C2
L1, L14,L15, W15
5,6
F2, P1,
C2
L2-L13
2
F3, P1
5
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY
Efekty
kształcenia
EK 1,2,5,7
Student opanował
wiedzę z zakresu
modelowania scen
3D, potrafi podać
przykłady narzędzi
wykorzystywanych w
tego typu technikach
EK 3,4,6,7,8,9,10
Student posiada
umiejętności
stosowania wiedzy
w rozwiązywaniu
problemów
związanych z
graficznym
modelowaniem scen
3D
EK11
Student potrafi
efektywnie
prezentować
i dyskutować wyniki
własnych działań
Na ocenę 2
Na ocenę 3
Na ocenę 4
Na ocenę 5
Student nie
opanował
podstawowej wiedzy
z zakresu
modelowania scen
3D
Student częściowo
opanował wiedzę z
zakresu podstaw
graficznego
modelowania scen
3D
Student opanował
wiedzę z zakresu
modelowania scen
3D, potrafi wskazać
właściwą metodę
realizacji wykonania
elementów sceny 3D
Student bardzo
dobrze opanował
wiedzę z zakresu
materiału objętego
programem
nauczania,
samodzielnie zdobywa
i poszerza wiedzę przy
użyciu różnych źródeł
Student nie potrafi
wyznaczyć
podstawowych
parametrów
wybranych
elementów
graficznego
modelowania scen
3D nawet z pomocą
instrukcji oraz
prowadzącego
Student nie potrafi
wykorzystać zdobytej
wiedzy, zadania
wynikające z
realizacji ćwiczeń
wykonuje z pomocą
prowadzącego
Student poprawnie
wykorzystuje wiedzę
oraz samodzielnie
rozwiązuje problemy
wynikające w trakcie
realizacji ćwiczeń
Student potrafi
dokonać wyboru
techniki modelowania
scen 3D oraz
programować
samodzielnie
zaawansowane
modele 3D, potrafi
dokonać oceny oraz
uzasadnić trafność
przyjętych metod
Student nie
opracował
sprawozdania/
Student nie potrafi
zaprezentować
wyników swoich
badań
Student wykonał
sprawozdanie
z wykonanego
ćwiczenia, ale nie
potrafi dokonać
interpretacji oraz
analizy wyników
własnych badań
Student wykonał
sprawozdanie
z wykonanego
ćwiczenia, potrafi
prezentować wyniki
swojej pracy oraz
dokonuje ich analizy
Student wykonał
sprawozdanie
z wykonanego
ćwiczenia, potrafi
w sposób zrozumiały
prezentować,
oraz dyskutować
osiągnięte wyniki
Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia
wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE

Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego
przedmiotu.
6