インタラクティブCG

  [ GB22401 ]
Interactive Computer Graphics
対象:3・4学年 開設学期:秋AB 曜日・時限:火5・6 単位数:2単位
担当教員:蔡東生

概要

「インタラクティブ」とは「双方向性」「対話式」という意味で,「インタラクティブである」とは , 例えばコンピュータのキーボードをタイプすれば画面に文字が表示され , マウスを動かせばポインタが動いたり線が引けたりする視覚的なコンピュータと人間のやりとりを意味します . ユーザの操作に対して即座に何らかの応答を返し , それをもとにユーザが次の操作を行うことができるような場合を , インタラクティブであると言います . 本授業では,コンピュータゲームのような,コンピュータ上のグラフィックス ( 以下 CG) を人間が「インタラクティブに」操作するためのUI,コンピュータグラフィック技術、バーチャルラリティー技術について学習します. 画像合成、シェーディング、テクスチュアマッピング、レイトレーシング、キャラクタアニメーション、キーフレームアニメーション、物体形状モデリングなどを利用したモデリング、ボリューム表現などの内容を中心に学習します.

学習・教育目標

ジュラシックパーク、 スターウオーズ、マトリックス、ロードオブザリングなど最近の映画・映像の作成には映像とCGの合成は欠くことのできないものになっている。これらのフォト・リアリスティックCGは、 3次元モデルを作成して、照明・視点を決め、物体表面の陰影を決めることによりレンダリングと呼ばれる2次元スクリーンへの投影を行う。また、仮想現実間/VRは飛行機の訓練シミュレータなど実世界で欠く事のできないものになっている。本授業では、CGのインタラクティブ技術,UI設計、CGモデリング、レイトレーシング/シェーディング、キャラクタアニメーション、VR技術をカバーする。とくに、CG技術の進歩はめざましいものがあるので、最新のCG技術から実際的なモデリングとアルゴリズムを学習する。

キーワード

CGモデリング、CAD、レンダリング、レイトレース、シェーディング、画像合成、ビジュアリゼーション、VR

Keywords

CG Modeling, CAD, Rendering, RayTrace, Image Synthesis, Visualization, Virtual Reality

時間割

講義内容/理解すべき項目
第1週知覚(Perceptioc)
色彩Color
第2週画面表示装置(Displays)
画像処理(Image Processing)
第3週変換(Transformations)
階層モデル(Hierarchical Modeling)
第4週投影(Projections)
隠面処理(Hidden Surfaces)
第5週シェーディング(Shading)
レイトレ(Ray Tracing)
第6週アンチエイリアスと加速(Anti-alias and Acceleration)
テクスチャマッピング(Texture Mapping)
第7週媒介変数面表示(Parametric Surfaces)
パーティクルシステム(Particle Systems)
第8週アニメーション原理(Animation Principles)
アニメーション(Animation)
第9週細分割(Subdivision)
科学技術可視化(Scientific Visualization)
第10週インタラクティブCG作品発表

教材

配布資料,CGアーツ協会、コンピュータグラフィックス,ウエッブ教材

参考書籍

Foley, van Dam, Feiner, Hughes. Computer Graphics Principles and Practice, Second Edition in C. Addison Wesley, 1996.
Edward Angel, Interactive Computer Graphics: A top-down approach with OpenGL, Third Edition. Addison Wesley, 2003.
Woo, Neider, Davis, and Schreiner. OpenGL Programming Guide, Third Edition. Addison-Wesley, 1999.
Andrew S. Glassner. An Introduction to Ray Tracing. Academic Press, 1989.
Alan Watt, 3D Computer Graphics, Third Edition, Addison-Wesley, 2000.

予備知識・前提条件

CG基礎をとっていることが望ましいが、特に必要ではない。

成績評価

レポートと課題で採点。3課題あり、投票システムで優秀作品をきめるICGコンテストがあります。優秀者はボーナス点と図書券が与えられます。https://sites.google.com/a/cavelab.cs.tsukuba.ac.jp/icg_tmp/home

教員メールアドレス

cai(AT)cs.tsukuba.ac.jp

TF・TA

TA2名を予定

講義のWebページ

https://sites.google.com/a/cavelab.cs.tsukuba.ac.jp/icg_tmp/home

オフィスアワー

火4・5