Vizualizace dat (FSI-SVD)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Mgr. Jana Procházková, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚM všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s výše uvedenými základními metodami rekonstrukce trojrozměrných dat a
podmínkami jejich použití.
Výstupy studia a kompetence:
Student bude schopen vizualizovat běžné typy objemných dat, které pro svoji velikost nejsou
vhodné pro tabelaci
Prerekvizity:
Základní programovací techniky a jejich implementace v Borland Delphi
Základní algorotmy rovinné a prostorové grafiky (barevné systémy, promítání, konstrukce křivek a ploch)
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se vyučuje v zimním semestru 5. ročníku oboru matematické inženýrství.
Seznamuje posluchače se základními algoritmy grafického modelování dvoj- a trojrozměrných dat, především skalárních polí. Jedná se zejména o konstrukce křivek a ploch zadaných implicitně, konstrukce vrstevnic a izoploch, algoritmy hledající povrch – marching
cubes. Objemové algoritmy – ray casting, ray tracing.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet se uděluje na základě zpracování semestrálního projektu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Chybějící účast na výuce lze nahradit písemným testem.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0, plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 – pixelový algoritmus
2) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0 - síťový algoritmus
3) Plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 - algoritmus marching cubes
4) Vrstevnice plochy
5) Vizualizace plochy pomocí palety
6) 2D vizualizace trojrozměrné datové mřížky
7) 3D vizualizace 3D mřížky metodou marching cubes
8) 3D filtry
9) 3D vizualizace pomocí objemových metod – ray casting.
10) 2D rekonstrukce výstupů z konfokálního mikroskopu
11) 3D rekonstrukce výstupů z konfokálního mikroskopu
12) 2D rekonstrukce dat projektu Visible Human Project
13) 3D rekonstrukce dat projektu Visible Human Project
    Cvičení s počítačovou podporou 1) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0 – pixelový algoritmus
2) Plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 – pixelový algoritmus
3) Křivky zadané rovnicí f(x,y)=0 – síťový algoritmus
4) Plochy zadané rovnicí f(x,y,z)=0 – algoritmus marching cubes
6) Vrstevnice plochy, vizualizace plochy pomocí palety
7) 2D vizualizace trojrozměrné datové mřížky
8) 3D vizualizace 3D mřížky metodou marching cubes, 3D filtry
9) 3D vizualizace pomocí objemových metod – ray casting.
10) 2D a 3D rekonstrukce výstupů z konfokálního mikroskopu
11,12) 2D a 3D rekonstrukce dat projektu Visible Human Project
13,14) Semestrální projekt, zápočet

Účast na cvičení je povinná.
Literatura - základní:
1. Wilke, C.O: Fundamentals of Data Visualization, O’Reilly Media, 2019
2. Chen, C, Hardle, W., Unwin, A.: Handbook of Data Visualization, Springer-Verlag. 2008
2. Martišek, K.: Adaptive filters for 2-D and 3-D Digital Images Processing, FME BUT Brno, 2012
Literatura - doporučená:
1. Martišek, D.: Matematické principy grafických systémů, Littera, Brno 2002
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2A-P prezenční studium M-MAI Matematické inženýrství -- kl 4 Povinný 2 2 L