Počítačová grafika (FSI-2PG)

Akademický rok 2022/2023

Garant:	doc. Ing. Pavel Štarha, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚM	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština
Cíle předmětu:
Úkolem kursu je spojit teoretické znalosti studentů získané v matematice a konstruktivní geometrii s praktickou činností při modelování geometrických útvarů a strojních součástí a připravit je na používání CAD systémů ve vyšších ročnících.
Výstupy studia a kompetence:
Posluchači se naučí prakticky využívat znalosti získané v matematice a konstruktivní geometrii, doplní je o znalosti základních technických křivek a ploch, získají praktické dovednosti a návyky při práci s profesionálním grafickým systémem (DESIGN CAD 3D). Prohloubí schopnosti algoritmizace technických úloh. Seznámí se s prostředím Borland Delphi a programování základních grafických algoritmů
Prerekvizity:
Základní stereometrické pojmy Základní stereometrické úlohy Základní znalosti o promítacích metodách (Mongeovo promítání, kolmá axonometrie) Základy jazyka Pascal Základní orientace v prostředí Borland Delphi.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět se vyučuje v LS 1. ročníku inženýrského studia. Seznamuje posluchače se základními principy modelování geometrických útvarů na počítači a základními algoritmy počítačové grafiky. Získané znalosti jsou předpokladem pro úspěšnou práci s CAD systémy ve vyšších ročnících. Samostudium je zaměřeno na teoretické základy počítačové grafiky, cvičení pak na praktickou práci se CAD systému Rhinoceros a realizaci vybraných algoritmů v Borland Delphi. Předpokládá se samostudium dle uvedené literatury, a to zejména těchto partií: Grafická data, barevné systémy. 2D - modelování: konstrukce rovinných křivek zadaných explicitně, parametricky a polárně. Fergusonovy, Bezierovy a Coonsovy křivky. Základní shodné transformace roviny a jejich skládání, modelování valivého pohybu 3D - modelování: kosoúhlá a kolmá axonometrie, lineární perspektiva. Konstrukce ploch zadaných explicitně a parametricky. Bezierovy a Coonsovy bikubické a obecné plochy a jejich napojování. Plochy určené okrajem. Realistické zobrazování prostorových útvarů, řešení viditelnosti, řešení vlastního stínu konstantním stínováním. Hranové, stěnové a objemové modelování, operace s křivkami, plochami a tělesy, šablonování.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: Zápočet je klasifikován na základě dvou semestrálních prací - grafický program v Borland DELPHI a model strojní součísti v DESIGN CAD.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Chybějící účast na výuce lze nahradit písemným testem.
Typ (způsob) výuky:
Cvičení s počítačovou podporou	13 × 2 hod.	povinná
Osnova:
Cvičení s počítačovou podporou	1. Systém DESIGN CAD: Seznámení s prostředím, souřadná soustava a pohyb kurzoru. Nastavení systému (Units, Options - View, Cursor, Grid);2. Systém DESIGN CAD: Primitivy hranového modelování (Point, Line, Circle, Arc, Polygon) a operace s nimi (Fillet, Chamfer, Combine). 3. Systém DESIGN CAD: Volba barev a jejich editace. Srovnání RGB systému DESIGN CADU a CMY systému aplikace typu Paint Brush). Práce se soubory (Open, New, Save, Save as). Primitivy stěnového modelování (Circle, Polygon, Plane)4. Systém DESIGN CAD: Zoom, Fit to Window, ikony uchopení, BORLAND DELPHI: Seznámení se s prostředím, samostatný jednoduchý program (řez RGB - krychlí).5. Systém DESIGN CAD: Operace s křivkami a plochami (Make Slane, Surface Connect, S. Patch, Cut Plane, Plane Subtract). BORLAND DELPHI: Konstrukce křivek - - individuální práce s algoritmy 6. Systém DESIGN CAD: Primitivy objemového modelování (Box, Wall, Cylinder, Sphere) a operace s nimi (Add, Subtract, Intersect, Slice), příkazy vizualizace Hide, Shade. Material, Light Source. BORLAND DELPHI: Transformace v rovině 7. Systém DESIGN CAD: Práce s bloky - označení bloku (Selection Move, -Duplicate, -Rotate, -Mirror, -Scale, -Zoom). Translační a rotační šablonování. Info Box. BORLAND DELPHI: Modelování technických pohybů v rovině, 8. Systém DESIGN CAD: Kopírování bloků (Array, Circular Array), celkové shrnutí poznatků a zadání semestrální práce v systému DESIGN CAD. BORLAND DELPHI: Modelování technických křivek v rovině. 9. Systém DESIGN CAD: Řešení semestrální práce BORLAND DELPHI: Hranové modely ploch a jednoduchých těles v kosoúhlé a kolmé axonometrii a lineární perspektivě, jejich srovnání s týmiž modely v DESIGN CAD. 10.Systém DESIGN CAD: Řešení semestrální práce BORLAND DELPHI: Hranové modely technických ploch 11.Systém DESIGN CAD: Řešení semestrální práce BORLAND DELPHI: Řešení viditelnosti a konstantní stínování. Srovnání vektorového Painter's algoritmu z přednášek a rastrových algoritmů používaných v DESIGN CAD. 12.- 14. Řešení semestrálních prací. Účast na cvičení je povinná.

Literatura - základní:
1. Martišek, D.: Počítačová geometrie a grafika, VUTIUM, Brno 2000
2. Martišek, D.: Matematické principy grafických systémů, Littera, Brno 2002
Literatura - doporučená:
1. Martišek, D.: Počítačová geometrie a grafika, VUTIUM, Brno 2002
2. 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
B-MET-P	prezenční studium	--- bez specializace	--	kl	2	Volitelný	1	1	L