Γραφικά Υπολογιστών

Κωδικός Μαθήματος: Ν2-7030Α
Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας: 4 (2Θ + 2Ε)
Πιστωτικές μονάδες: 5
Τυπικό εξάμηνο διδασκαλίας: 7ο
Κατηγορία μαθήματος: Μαθήματα Γενικής Υποδομής
Προαπαιτούμενα:  

Στόχοι μαθήματος

Το μάθημα αποτελεί το βασικό μάθημα για τις θεωρητικές έννοιες και τις σχετικές τεχνολογίες των Γραφικών Υπολογιστών και σύνθεσης εικόνας.

Η ύλη του μαθήματος στοχεύει:

(α) αφ’ενός στην εξοικείωση των σπουδαστών με τις βασικές θεωρητικές έννοιες και το ρόλο τους στη συνολική διασωλήνωση παραγωγής υπολογιστικών γραφικών (graphicspipeline). Αυτές περιλαμβάνουν τις βασικές έννοιες του φωτός και των χρωματικών χώρων και μοντέλων, τα σχετικά θέματα γραμμικής άλγεβρας, μετασχηματισμών, προβολών και τρισδιάστατης μοντελοποίησης, τους βασικούς αλγορίθμους σχεδίασης, αντιταύτισης, αποκοπής, απομάκρυνσης κρυμμένων επιφανειών και τριγωνοποίησης, τους βασικούς αλγορίθμους σχεδίασης παραμετρικών καμπύλων γραμμών και επιφανειών καθώς και τους βασικούς αλγορίθμους διαχείρισης υφής και φωτισμού.

(β) αφ’ετέρου στην πρακτική τους εξοικείωση, μέσω εργαστηριακών ασκήσεων και εργασιών, με την ανάπτυξη εφαρμογών γραφικών όπου καλούνται να υλοποιήσουν εκδοχές των παραπάνω εννοιών σε σύγχρονες τεχνολογικές πλατφόρμες κατανοώντας τις τελευταίες, τόσο σε επίπεδο βασικής αρχιτεκτονικής υλικού, όσο και σε επίπεδο λογισμικού και των διαφορετικών βαθμών αφαιρετικότητας και αποδοτικότητας που προσφέρουν.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η σπουδαστής/τρια:

  • Γνωρίζει τις βασικές θεωρητικές έννοιες Γραφικών Υπολογιστών και τη θέση τους στη συνολική διασωλήνωση παραγωγής υπολογιστικών γραφικών και σύνθεσης εικόνας
  • Έχει τη δυνατότητα να σχεδιάζει και να υλοποιεί επαγγελματικές εφαρμογές γραφικών αξιοποιώντας σύγχρονες τεχνολογικές πλατφόρμες
  • Κατανοεί τις διαφορές, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα στις δυνατότητες των διαθέσιμων τεχνολογικών λύσεων σχετικών με Γραφικά Υπολογιστών και μπορεί να διαδραματίσει συμβουλευτικό ρόλο στην επιλογή τους
  • Έχει τη δυνατότητα να παρακολουθήσει τις εξελίξεις και να κατανοήσει και να εκτιμήσει τις νέες δυνατότητες που προσφέρει η τεχνολογική και θεωρητική πρόοδος στον τομέα των γραφικών.

    Έχει επαρκές υπόβαθρο ώστε να παρακολουθήσει μαθήματα με περιεχόμενο σχετικό με προχωρημένες έννοιες γραφικών τόσο σε θεωρητικό όσο και σε τεχνολογικό επίπεδο.

Περιεχόμενο μαθήματος
  1. Ιστορία και βασική διασωλήνωση παραγωγής υπολογιστικών γραφικών και σύνθεσης εικόνας
  2. Φως, χρωματικοί χώροι και μοντέλα
  3. Σχετικά θέματα γραμμικής άλγεβρας, μετασχηματισμοί, Τρισδιάστατη μοντελοποίηση
  4. Προβολές και χώροι αντικειμένου, κόσμου, παρατηρητή, οθόνης
  5. Αλγόριθμοι σχεδίασης και αντιταύτισης
  6. Αλγόριθμοι αποκοπής και απομάκρυνσης κρυμένων επιφανειών
  7. Αλγόριθμοι τριγωνοποίησης
  8. Παραμετρικές καμπύλες γραμμές και επιφάνειες
  9. Διαχείριση υφής και φωτισμού
  10. Τεχνολογίες γραφικών: γλώσσες προγραμματισμού
  11. Τεχνολογίες γραφικών: εφαρμογές λογισμικού
  12. Τεχνολογίες γραφικών: βασική αρχιτεκτονική υλικού

Βιβλιογραφία
  1. Γραφικά και Οπτικοποίηση, Θεοχάρης Θ., Πλατής Ν., Παπαϊωάννου Γ., Πατρικαλάκης Ν.
  2. Γραφικά με ηλεκτρονικό υπολογιστή, Στυλιάδης Αθανάσιος Δ.
  3. Theoharis T., Papaioannou G., Platis N., Patrikalakis N.M., Graphics and Visualization: Principles & Algorithms, A. K. Peters, 2008.
  4. Anyuru, Professional WebGL Programming: Developing 3D Graphics for the Web, WROX, 2012
  5. K.Matsuda, R.Lea, WebGL Programming Guide: Interactive 3D Graphics Programming with WebGL, Addison-Wesley, 2013.
  6. Plemenos D., Miaoulis G., (Eds.) Intelligent Scene Modeling Information Systems, Springer, 2009.
  7. Foley J.D., Van Dam A., Feiner S.K., Hughes J.F., Phillips R.L., Introduction to Computer Graphics, Addison-Wesley, 1994.
  8. Foley J.D., Van Dam A., Feiner S.K., Hughes J.F., Computer Graphics: Principles and Practice in C, Addison-Wesley, 1996.
  9. ACM Transactions on Graphics
  10. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics
  11. The Visual Computer, Springer

Internationalisation I18n