Počítačová grafika - OPBI4I022A

• Anglický název: Computer Graphics
• Zajišťuje: Katedra informačních technologií a technické výchovy (41-KITTV)
• Fakulta: Pedagogická fakulta
• Platnost: od 2025
• Semestr: letní
• E-Kredity: 4
• Způsob provedení zkoušky: letní s.:
• Rozsah, examinace: letní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Rozsah za akademický rok: 0 [hodiny]
• Počet míst: 23 / 23 (neurčen)
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán; povolen pro zápis po webu; při zápisu přednost, je-li ve stud. plánu
• Garant: Ing. Jaroslav Novák, Ph.D.
• Vyučující: PhDr. Martin Beneš, Ph.D.; PhDr. Jakub Mazuch; Ing. Jaroslav Novák, Ph.D.
• Prerekvizity : OPBI4I012A
• Je prerekvizitou pro: OPBI4I052A

Anotace

čeština

Posláním předmětu Počítačová grafika je docílit u studentů pochopení základních principů a způsobů zpracování grafických dat na počítači, a tak vytvořit předpoklady pro efektivní tvůrčí práci s grafickými nástroji a jejich prostřednictvím s grafickými informacemi na počítači. Současně je posláním předmětu navodit základní teoretické a kompetenční zázemí pro další rozvoj ve směru aplikované 3D grafiky, multimediálních aplikací a autorského přístupu k využití grafických dat v různých typech dokumentů. Cíl předmětu Počítačová grafika spočívá v osvojení příslušných poznatků a činností z oblasti počítačové grafiky vztahujících se k teorii počítačové grafiky a zvládnutí práce s grafickými daty a využívání grafických informací s podporou počítače, včetně poznání různých způsobů získávání a úpravy grafických dat a charakteristik příslušných zařízení a programů. Obsahově se předmět orientuje na relevantní teoretické základy počítačové grafiky z oblasti informatiky, fyziky, biologie a psychologie, principy a algoritmy zpracování grafických dat na počítači, parametry digitálního obrazu, zpracování barvy, typy a vlastnosti grafických formátů, aplikace bitmapové a vektorové grafiky, technické vybavení pro zpracování grafiky a programy pro tvorbu a zpracování grafiky.

Poslední úprava: Jeřábek Tomáš, PhDr., Ph.D. (29.08.2023)

angličtina

The mission of the Computer Graphics course is to achieve the student's understanding of basic principles and methods of processing graphic data on the computer, thus creating conditions for effective creative work with graphic tools, and through them with the graphics information on computer. At the same time, is the mission of course to induce basic theoretical background and competence to further develop of students in the direction of 3D graphics, multimedia applications and authorial approach to the use of graphic data in different types of documents. Objective of the course Computer Graphics is in mastering the knowledge and activities in the field of computer graphics related to managing working with graphical data and the use of graphic information with the support of computers, including knowledge of the various ways of acquiring and editing of graphic data and characteristics of the corresponding facilities and programs. The course content focuses on relevant theoretical foundations of computer graphics from the computer science, physics, biology and psychology, principles and algorithms of processing graphic data on the computer and its features, specifications, options, types and sources of image data, processing colors, types and properties of graphic formats , application of bitmap and vector graphics, hardware for processing and graphics programs for creating and processing graphics.

Poslední úprava: Rambousek Vladimír, doc. PhDr., CSc. (24.02.2022)

Deskriptory

Příprava na výuku

Doba očekávané přípravy na 1 hodinu přednášky – 15 minut

Doba očekávané přípravy na 1 cvičení – 25 minut

Doba očekávané přípravy na 1 hodinu praxe – 0 minut

Samostudium literatury (za semestr) – 3 hodin

Práce se studijními materiály (za semestr) – 8 hodin

Plnění průběžných úkolů (za semestr) – 12 hodin

Plnění předmětu

Seminární práce – 10 hodin

Příprava na zápočet – 5 hodin

Příprava na zkoušku a zkouška – 15 hodin

Poslední úprava: Rambousek Vladimír, doc. PhDr., CSc. (24.02.2022)

Podmínky zakončení předmětu

Požadavky k zápočtu:

• Průběžné plnění úkolů

Zkouška:

• Zkouška z předmětu Počítačová grafika bude realizována písemnou formou
• Ve zkoušce se jedná o prokázání příslušné úrovně vědomostí z oblasti zaměření
  předmětu formou testu s tvořenou odpovědí

Poslední úprava: Jeřábek Tomáš, PhDr., Ph.D. (29.08.2023)

Literatura

• DANNHOFEROVÁ, J. Velká kniha barev: Kompletní průvodce pro grafiky, fotografy a designéry. Brno: Computer Press, 2015.

• HASHIMOTO, A., CLAYTON, M. Velká kniha digitální grafiky a designu. Brno: Computer Press, 2009.

• HUDEC, B., FELKEL, P. Základy počítačové grafiky. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2007.

• HUGHES, J. et al. Computer graphics - principles and practice, 3rd edition. B, Addison-Wesley Publishing, 2013.

• KLAWONN, F. Introduction to Computer Graphics, 2nd edition. London: Springer-Verlag London Ltd, 2012. Dostupné z URL: https://www.geeksforgeeks.org/introduction-to-computer-graphics. 2022.

• KOLINGEROVA, I. Krásy počítačové grafiky. Dostupné z URL: http://iason.zcu.cz/~kolinger/vyukaZCU.html#KPG.

• NAVRÁTIL. P. Počítačová grafika a multimédia. Praha: Computer Media, 2021.

• PÁSZTO, V., KRIŠOVÁ, Z. Počítačová grafika. Olomouc: Moravská vysoká škola Olomouc, 2018.

• SHIRLEY, P., MARSCHNER, S. Fundamentals of Computer Graphics , 3rd edition. Boston:A K Peters, 2009.

• TŮMA, T. Počítačová grafika a design. Brno: Computer Press, 2007. Centre of Computer Graphics and Data Visualisation . Dostupné z URL: http://herakles.zcu.cz/education/zpg/cviceni.php.

• ŽÁRA, J. a kol. Moderní počítačová grafika: Druhé přepracované vydání. Brno: Computer Press, 2005.

• Materiály k výuce předmětu ve VLE Moodle.

• Textové materiály, prezentace a grafické soubory distribuované v průběhu semestru.

Poslední úprava: Jeřábek Tomáš, PhDr., Ph.D. (29.08.2023)

Sylabus

čeština

TEORETICKÉ ZÁKLADY POČÍTAČOVÉ GRAFIKY

• Vývoj a směry zpracování grafických informací na počítači
• Aplikace počítačové grafiky, vizualizace
• Zpracování grafické informace, analytická a výpočetní geometrie v počítačové grafice,
• technické a programové vybavení pro zpracování grafiky
• Fyzikální a percepční vlastnosti světla, jas, odstín, sytost, světlost, barevná teplota
• Pojem barvy, vnímání světla zrakem, rozlišovací schopnost oka, vnímání jasu, vnímání
• barev, barevný kontrast
• Barevné prostory, chromatický diagram, gamut lidského vidění, způsoby vyjádření
• odstínu barvy, barevné modely, hlavní druhy barevných modelů

GRAFICKÁ DATA

• Druhy a zdroje grafických dat
• Metody popisu grafických dat, metoda rastrového popisu, metoda vektorového popisu
• Bitmapová data, barvový atribut, barevná hloubka, bitový atribut
• Vektorová data, grafická primitiva, popis objektů, rasterizace
• PARAMETRY DIGITÁLNÍHO OBRAZU
• Reprezentace obrazu, digitalizace, kvantování, vzorkování, vzorkovací metody, alias
• a antialiasing
• Rozlišení obrazu, rozlišovací schopnost, interpolace
• Velikost obrazu, barvy, transformace barev, dithering.
• Jas obrazu, histogram, gamma, transformace jasové stupnice, datový objem

GRAFICKÉ SOUBORY A FORMÁTY

• Grafické soubory, grafické formáty, struktura grafického souboru
• Druhy a vlastnosti grafických formátů, oblasti aplikace
• Komprese dat, kompresní algoritmy a jejich vlastnosti
• Rastrové (bitmapové) formáty, vektorové formáty, metaformáty

TVORBA A ZPRACOVÁNÍ GRAFIKY

• Získávání grafických dat, světlocitlivé snímací prvky, skenery, digitální foto
• Programy pro tvorbu a zpracování grafiky
• Monitory, projektory
• Tisk, tiskárny, tisk šedé škály, barevný tisk, barevné separace

PRÁCE S BITMAPOVÝM A VEKTOROVÝM GRAFICKÝM EDITOREM

• Prostředí programu, dostupné nástroje a funkce
• Možnosti vytváření bitmapové grafiky, úpravy bitmap, retušování, filtry a masky,
• změny velikosti, rozlišení a barevnosti
• Základy tvorby vektorových objektů, manipulace s objekty, úpravy objektů, speciální
• funkce
• Pracovní prostředí, uživatelské nastavení, práce s vrstvami, styly a šablonami
• Import, archivy obrázků, export, konverze, kalibrace, tisk

PRÁCE S GRAFIKOU

• Úprava a konverze grafických souborů
• Snímání obrazových předloh, skenování, digitální foto, optické rozpoznávání textů
• OCR - Optical Character Reading
• Tvorba animovaných GIF sekvencí
• Předtisková úprava, tisk

Poslední úprava: Jeřábek Tomáš, PhDr., Ph.D. (29.08.2023)

angličtina

THEORETICAL FOUNDATIONS OF COMPUTER GRAPHICS

Analytical and computational geometry in computer graphics, physical properties of light, perceptual properties of light, the light and color perception, color spaces and color models

GRAPHIC DATA

Bitmap data, color attribute, bit attribute, vector data

CHARACTERISTICS OF THE DIGITAL IMAGE

Image resolution, interpolation, geometric transformations, sampling and alias, antialiasing, expression of colors , direct color and process color, color transformation, dithering, image brightness, histogram, gamma, transformation of luminance scale

GRAPHIC FILES AND FORMATS

Types and characteristics of image formats, data compression and compression algorithms and their properties, raster formats, vector formats, metaformats

CREATING AND PROCESSING OF GRAPHICS

Acquisition of graphic data, the sensor elements light sensitive, scanners, digital photos, programs for creating and processing of graphics, graphic accelerators, development, standards, basic parameters, monitors, projectors, printers

WORK WITH BITMAP AND VECTOR GRAPHICS EDITOR

Available tools and features of the program, options for creating bitmap graphics, basics of creating vector objects, user settings, work with layers, styles and templates, import, archive files, export, conversion, calibration, printing

WORKING WITH GRAPHICS

Editing and conversion of graphic files, scanning image masters, scanning, digital photo, OCR, creating animated GIF sequences, color separation, prepress, printing

Poslední úprava: Rambousek Vladimír, doc. PhDr., CSc. (24.02.2022)

Studijní opory

Materiály k výuce předmětu ve VLE Moodle.

Textové materiály, prezentace a grafické soubory distribuované v průběhu semestru.

 

Poslední úprava: Jeřábek Tomáš, PhDr., Ph.D. (29.08.2023)

Výsledky učení

TEORETICKÉ ZÁKLADY POČÍTAČOVÉ GRAFIKY
    Student definuje základní pojmy počítačové grafiky (bitmapová a vektorová grafika, barevné modely, rozlišení atd.).
    Student vyjmenuje hlavní formáty grafických souborů a jejich vlastnosti.
    Student popíše základní fyzikální a percepční vlastnosti světla a barvy.
    Student vysvětlí principy digitálního zobrazování a zpracování obrazu.
    Student popíše rozdíly mezi rastrovými a vektorovými daty a jejich použití v praxi.
    Student interpretuje význam barevných modelů a jejich využití v různých aplikacích.
    Student představí metody komprese grafických dat a jejich dopad na kvalitu obrazu.   

GRAFICKÁ DATA A PARAMETRY DIGITÁLNÍHO OBRAZU
    Student definuje pojmy digitalizace, kvantování, vzorkování a aliasing.
    Student použije různé způsoby reprezentace grafických dat v praxi.
    Student aplikuje metody interpolace a ditheringu při úpravě digitálního obrazu.   

GRAFICKÉ SOUBORY A FORMÁTY
    Student definuje základní vlastnosti grafických formátů (rastrové, vektorové, metaformáty).
    Student rozliší mezi ztrátovou a bezztrátovou kompresí a posoudí její dopady na obrazová data.
    Student vyjmenuje hlavní kompresní algoritmy a jejich vlastnosti.
    Student porovná vhodnost různých formátů pro různé aplikace (tisk, web, multimédia).
    Student optimalizuje grafické soubory pro různé výstupy (tisk, digitální zobrazení, web).

TVORBA A ZPRACOVÁNÍ GRAFIKY
    Student identifikuje klíčové technologie pro snímání grafických dat (skenery, digitální foto).
    Student popíše principy fungování monitorů, projektorů a tiskáren.
    Student aplikuje metody úpravy obrazu pomocí bitmapových a vektorových editorů.

PRÁCE S BITMAPOVÝM A VEKTOROVÝM GRAFICKÝM EDITOREM
    Student identifikuje klíčové nástroje a funkce pro úpravu grafiky.
    Student vytvoří a upraví bitmapové obrázky pomocí retuší, filtrů a masek.
    Student manipuluje s vektorovými objekty, používá vrstvy, styly a šablony.
    Student importuje, exportuje a konvertuje grafické soubory mezi formáty.
 
PRÁCE S GRAFIKOU (PŘEDTISKOVÁ PŘÍPRAVA, TISK, ANIMACE)
    Student definuje principy předtiskové přípravy a barevných separací.
    Student popíše proces OCR a jeho využití pro převod grafiky do textové podoby.
    Student vytvoří jednoduchou animovanou sekvenci ve formátu GIF.
    Student navrhne a realizuje grafický výstup pro různé média (digitální, tisk, animace).

Poslední úprava: Jeřábek Tomáš, PhDr., Ph.D. (06.03.2025)