コンピュータグラフィックス基礎

  [ GB13704 ]
Computer Graphics
対象:2学年 開設学期:秋AB 曜日・時限:火1・2 単位数:2単位
担当教員:三谷純, 金森由博

概要

メディア産業、可視化技術等で使われるコンピュータグラフィックス技法の基本的な考え方および、生成手法について講義を行う。また、C言語、OpenGLライブラリ環境を用いた課題演習で学習内容について理解を深め、グラフィックプログラミングの醍醐味を味わう。さらに応用例についても紹介する。

学習・教育目標

コンピュータグラフィックスの実行環境と基本操作について理解する。図形生成の基本手法、座標変換、形状表現手法、モデリング手法、レンダリング手法に関する基本を学び、演習を通して実際にプログラミングの技術を身につける。

キーワード

コンピュータグラフィックス

Keywords

Computer Graphics

時間割

講義内容/理解すべき項目
第1週授業、演習の全体計画を紹介する。その後コンピュータグラフィックスの歴史を簡単に紹介し、C言語とOpenGLグラフィックライブラリを用いた演習環境の紹介と操作実習を行う。
第2〜4週グラフィックスの基礎操作プログラミングと座標変換
座標変換方法と同次座標系の考え方を学ぶ。さらに、3次元座標変換、合成変換、透視変換手法などを使い3次元形状の動的表示手法を理解する。また、マウス、キーボード等を用いた対話的操作の例を学ぶ。
第5〜6週曲線・曲面のモデル化
ベクトル空間、アフィン結合、位置ベクトルの概念を学び、それらを用いて曲線、曲面のモデル化を学ぶ。特に、Bezier、B-spline曲線、曲面の表現手法を理解する。
第7週ソリッドモデリング
3次元形状を曖昧さを排除して表現するソリッドモデリングの基礎を学ぶ。特に重要なCSG表現と、B-rep表現手法を演習で用いて理解を深める。
第8〜9週レンダリング手法
レンダリングの基本手法について学習する。表面の反射モデル、曲面近似手法、物理的法則に基づく光線追跡法、ラジオシティなどのリアルな表現手法を学ぶ。
第10週コンピュータグラフィックスの応用と実際
映像産業に浸透してきたコンピュータグラフィックスの例を紹介し、さらに新しく開発されている手法やバーチャルリアリティへの応用事例などを紹介する。

教材

プリント配布、補充教材:コンピュータグラフィックス(Computer Graphics) CG-ARTS協会

参考書籍

「CGとビジュアルコンピューティング入門」(伊藤貴之著、サイエンス社)

予備知識・前提条件

言語は問わないが、プログラミングについて学習済みであることが必須である。また、データ構造とアルゴリズムに関する知識があることが望ましい。

成績評価

演習問題および学期末試験により評価を行う。

教員メールアドレス

三谷純:mitani (AT) cs.tsukuba.ac.jp金森由博:kanamori (AT) cs.tsukuba.ac.jp

オフィスアワー

電子メールにて予約のこと 総合B棟906(三谷 純)

備考

平成25年度までに情報メディア創成学類で開設された「CG基礎」(GC23301)の単位を修得した者の履修は認めない。BC12624, GC23304と同一。