Kursplan - Datorgrafikens grunder

Syfte

Kursen syftar till att ge såväl teoretisk som praktisk förståelse av de vanligaste metoderna för framställning av bilder utifrån tredimensionella geometriska beskrivningar av scener och objekt. Med utgångspunkt i polygonbaserade modeller och olika belysningsmodeller, från de enklare lokala till de mer avancerade globala belysningsmodellerna, presenteras och motiveras de olika stegen som ingår i både rastrerings- och strålföljningsbaserade algoritmer. Kursen syftar dessutom till att ge praktiskt erfarenhet av programmering med OpenGL. 

Lärandemål

Efter kursen skall studenten kunna:

1. redogöra för hur modeller kan förflyttas, skalas, roteras och skjuvas med hjälp av transformationsmatriser, inbegripet användandet av homogena koordinater och sammansatta transformationer,
2. presentera de olika stegen i den traditionella renderingskedjan på ett detaljerat sätt,
3. förklara de vanligaste lokala belysningsmodellerna samt i detalj redogöra för hur de kan appliceras vid rastrering av polygonbaserade modeller,
4. redogöra för hur olika visuella effekter kan åstadkommas genom mappningsmetoder, som texturmappning, bump mapping, environment mapping och shadow mapping, samt vilka begränsningar de implicerar,
5. redogöra för principerna bakom de mest kända globala belysningsmetoderna, såsom ray tracing och radiosity, samt kunna förklara de grundläggande skillnaderna mellan dessa metoder,
6. beskriva några aktuella forskningsområden inom datorgrafik,
7. visa förmåga att självständigt lösa problem och uppgifter baserat på ämnets matematiska grund,
8. programmera egna grafikapplikationer för rendering av 3D-grafik med hjälp av OpenGL och OpenGL Shading Language (GLSL) samt
9. kritiskt granska, bedöma och presentera ett utvalt aktuellt vetenskapligt arbete inom området.

Innehåll

Rastergrafik, vektorgrafik, polygonmodeller, affina transformationer, homogena koordinater, sammansatta transformationer, vyspecifikation, projektion, rendering pipeline, lokala belysningsmodeller, eliminering av baksidor och skymda ytor, klippning, omslutande volymer, view frustum culling, texture mapping, bump mapping, environment mapping, shadow mapping, grafikhårdvara, shader-programmering, OpenGL, OpenGL Shading Language, globala belysningsmodeller, ray tracing, radiosity, översikt aktuell forskning.

Undervisning

Lektioner, övningar, laborationer och handledning.

Särskild behörighet

Minst 60 hp inom datavetenskap varav Programmering 7,5 hp och Datastrukturer, algoritmer och programkonstruktion 7,5 ingår. Dessutom krävs Vektoralgebra, grundkurs 7,5 hp.

Examination

Inlämningsuppgift (INL1), Skriftlig och muntlig redovisning av problemlösningsuppgifter, 1,5 hp, betyg Underkänd (U) eller Godkänd (G), (examinerar lärandemål 7)
Laboration (LAB1), redovisning av programmeringsuppgifter, 3 hp, betyg Underkänd (U) eller Godkänd (G), (examinerar lärandemål 8)
Tentamen (TEN1), skriftlig tentamen, 1,5 hp, betyg Underkänd (U), 3, 4 eller 5, (examinerar lärandemål 1-7)
Promemoria (PMO1), Skriftlig redovisning, PM för fördjupning inom ett aktuellt forskningsområde samt dokumentation för genomförd granskningsuppgift, 1,5 hp, betyg Underkänd (U) eller Godkänd (G), (examinerar lärandemål 6 och 9)
 

En student som har ett intyg från MDU avseende sin funktionsnedsättning har möjlighet att anmäla önskemål om anpassning vid salstentamina eller annan examinationsform i enlighet med Regler och anvisningar för examination på grundnivå och avancerad nivå vid Mälardalens högskola (2020/1655). Det är examinator som, utifrån det intyg som utfärdats, beslutar om eventuell anpassning och i så fall vilken anpassning som ska gälla.

Misstankar om vilseledande vid examination (fusk) anmäls, enligt högskoleförordningen, till universitetets rektor och prövas av universitetets disciplinnämnd. Om disciplinnämnden anser att en student gjort sig skyldig till en disciplinförseelse fattar nämnden beslut om en disciplinär åtgärd, vilket är varning eller avstängning.

Betyg

Med beröm godkänd, icke utan beröm godkänd, godkänd, underkänd

Övergångsbestämmelser och övriga föreskrifter

Kursen överlappar helt med kursen Datorgrafik.