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:金森 由博, 遠藤 結城

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

  1. 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(第1週)
  2. 図形生成の基本手 法、座標変換等について学ぶ(第2〜4週)
  3. 形状表 現とモデリング手法について学ぶ(第5〜7週)
  4. レ ンダリング手法の基本を学び、応用例や関連情報を紹介 する(第8〜10週)

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
2次元描画の基本であるBresenhamとMichenerの アルゴリズムを学ぶ。次に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。毎回出席 をとり、最終的な評価の際に考慮する。

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)