Hardware pro počítačovou grafiku - NPGR019

• Anglický název: Hardware for Computer Graphics
• Zajišťuje: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2016 do 2017
• Semestr: letní
• E-Kredity: 5
• Rozsah, examinace: letní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Další informace: http://cgg.mff.cuni.cz/lectures/npgr019.cz.php
• Garant: RNDr. Josef Pelikán
• Třída: Informatika Bc.; Informatika Mgr. - volitelný
• Kategorizace předmětu: Informatika > Počítačová grafika a geometrie

Anotace

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Pavel Töpfer, CSc. (31.01.2018)

Přednáška pokrývá základy hardwarově podporované 3D počítačové grafiky na PC. Okruhy zájmu: použité matematické metody, datové struktury, jednotlivé části grafických urychlovačů, HW podpora geometrických transformací a stínování, výpočet viditelnosti, poloprůhlednost, texturování, buffer šablony, víceprůchodové zpracování a další pokročilejší techniky. Programování GPU: vertex-shaders a pixel-shaders, příklady konkrétního API. Cvičení: programování HW podporované 3D grafiky, programování GPU

angličtina

Poslední úprava: T_KSVI (21.05.2004)

Lecture covers basics of hardware accelerated computer graphics on PC. Topics: mathematical foundations for 3D graphics, data structures, computer graphics pipeline, geometric transforms and lighting, visibility, transparency, texturing, stencil buffer, multipass rendering, etc. GPU programming: vertex-shaders and pixel-shaders, API for HW accelerated graphics programming.

Literatura

Poslední úprava: doc. RNDr. Pavel Töpfer, CSc. (31.01.2018)

Tomas Akenine-Möller, Eric Haines: Real-Time Rendering, A K Peters, 2002, ISBN: 1568811829

OpenGL Architecture Review Board: OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1.4, Fourth Edition, Addison-Wesley, 2003, ISBN: 0321173481

Randima Fernando: The Cg Tutorial, Addiso-Wesley, 2003, ISBN: 0321194969

Randi J. Rost: OpenGL(R) Shading Language, Addison-Wesley, 2004, ISBN: 0321197895

Ron Fosner: Real-Time Shader Programming, Morgan Kaufmann, 2002, ISBN: 1558608532

Sylabus

čeština

Poslední úprava: doc. RNDr. Pavel Töpfer, CSc. (31.01.2018)

1. Úvod, historie
zobrazovací řetězec: aplikace, geometrická fáze, rasterizace, historie grafických urychlovačů

2. Reprezentace scény
ploškové modely, sítě trojúhelníků, indexované pole, hierarchické reprezentace, úroveň detailu (LoD), skinning, billboards, point sprites

3. Algoritmy
výpočet viditelnosti, poloprůhlednost, ořezávání, stínování, intepolace barvy, mlha, mapování textur, bump-mapping, environment-mapping

4. Technika práce s grafickým urychlovačem
předávání dat do akcelerátoru, typy dat, textury, index-buffery, strips/fans, double-buffering, akumulační buffer, stencil-buffer, víceprůchodové zpracování, shaders - architektura, obecné základy

5. Pokročilejší praxe (podle časových možností)
shaders, spolupráce vertex a fragment shaderu, vertex blending, Phongovo stínování, mlha, poloprůhlednost, použití akumulačního bufferu a stencil bufferu: rozmazání pohybem, hloubka ostrosti, vržené stíny, omezování vykreslovaných dat, sektory a portály (a priori viditelnost), vybrané partie z animace, kostra, skelatální animace, tesselace a geometry shadery

6. API pro 3D akceleraci
novinky v OpenGL 4, shadery v Cg, příklady, návody, výběr z reference.

7. CUDA
základy programování masivně paralelních procesorů pomocí CUDA a OpenCL

8. Realtime raytracing
OptiX - rozhraní pro pouštění raytracingu na GPU, jeho alternativy, současný HW pro raytracing

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Josef Pelikán (17.02.2011)

1. Introduction, history
graphical pipeline: application, geometry, rasterization, history of HW 3D graphics acceleration

2. 3D scene representation
Brep, triangle meshes, index arrays, hierarchical representations, level-of-detail, skinning, billboard techniques, point sprites

3. Basic algorithms
visibility, transparency, clipping, shading, color interpolation, fog, texture mapping, bump mapping, environment mapping

4. Programming graphical accelerator
data passing, data types, textures, index-buffers, strips/fans, double-buffering, accumulation buffer, stencil-buffer, multipass rendering, shaders: architecture, introduction to shader programming

5. Advanced methods, shaders
advanced shaders, vertex and fragment shader cooperation, vertex blending, Phong shading, fog, transparency, accumulation buffers and stencil buffers: motion blur, depth of field, shadow casting, data culling, portal techniques, selected methods from animation, skeletal hierarchy, tesselation and geometry shaders

6. API for 3D accelerated graphics
updates in OpenGL 4, shaders, Cg language, samples, cookbook, brief API reference

7. CUDA
basics of programing massive parallel processors using CUDA and OpenCL

8. Realtime raytracing
OptiX - interface for realtime GPU raytracing, its alternatives, current HW for raytracing