|
Lecturer(s)
|
-
Kohout Josef, Doc. Ing. Ph.D.
-
Lobaz Petr, Ing. Ph.D.
|
|
Course content
|
1. Introduction to 2D vector graphics: graphic primitives (lines, polygons, conics, arcs) and their use, drawing of curves using line segments and arcs, Bezier curve - properties and its use, pen (stroke) and fill, effects with strokes and hatches. 2. Introduction to 2D vector graphics II: OpenType fonts, font attributes, font size and metrics, text alignment, printing on a printer. 3. Advanced 2D vector graphics: affine transformation in 2D, Boolean operations with graphic primitives, storing a vector image into a file - common vector formats (SVG). 4. Interactive 2D vector graphics: hit detection, application examples of analytic geometry, simple animations, time axis, and triggers. 5. Introduction to 2D bitmap graphics: intensity perception, properties of colour models RGB, CMY and HSV, colour management, ICC profiles, representation of pixel, palette, using raster objects in vector graphics, basic manipulation with a raster image, properties of common bitmap formats (BMP, PNG, JPEG, GIF). 6. Advanced 2D bitmap graphics: image resizing options, convolution, rendering into an image, double buffering, transparency, and watermarking. 7. Introduction to scientific visualization: volume representation, slice-by-slice visualization of volume data, scalar and vector fields, colour mapping, glyphs, and streamlines. 8-9. Introduction to information visualization: the importance of information visualization, visual manipulation, visualization using tables, graphs, diagrams and maps, colour scales. 9-10. Advanced information visualization: visualization of multidimensional data, visualization of hierarchies and workflows, overview and detail. 11. Multimedia: fundamental definitions (clip resolution, HD format, frame rate, codec, container, stereo vs. mono sounds), fundamental methods for video processing, properties of common multimedia formats (e.g., MPEG-2, MPEG-4, MP3). Using multimedia in standalone applications and on the internet. 12. Introduction to 3D graphics: geometry primitives, camera and light models, affine transformation in 3D, 2D textures, creating models in modellers, and common formats for 3D scene description (e.g., X3D). 13. Invited talk (reserve).
|
|
Learning activities and teaching methods
|
Interactive lecture, Lecture with practical applications, One-to-One tutorial, Individual study, Practicum
- Contact hours
- 65 hours per semester
- Individual project (40)
- 40 hours per semester
- Preparation for an examination (30-60)
- 30 hours per semester
|
| prerequisite |
|---|
| Knowledge |
|---|
| popsat principy programování v imperativních jazycích, tj. řídící struktury, cykly, metody, aj |
| popsat principy objektově orientovaného programování |
| orientovat se v primitivních datových typech |
| orientovat se v problematice dynamické alokace paměti, tj. reference, pole, apod |
| orientovat se v matematických pojmech na úrovni středoškolské matematiky |
| Skills |
|---|
| implementovat jednoduchý objektově orientovaný program v libovolném progr. jazyce (např. Java), který dokáže načíst strukturovaná data ze souboru do dynamicky zvětšovaného pole objektů |
| implementovat jednoduchý objektově orientovaný program v libovolném progr. jazyce (např. Java), který dokáže provést nad daty jednoduchý výpočet (např. průměr věků všech osob ženského pohlaví) |
| implementovat jednoduchý objektově orientovaný program v libovolném progr. jazyce (např. Java), který dokáže vypsat výsledek do konzole, resp. textového souboru |
| vytvořit v tabulkovém editoru typu MS Excel tabulku obsahující vedle hodnot rovněž vzorce, přičemž buňky dokáže podmíněně formátovat, seřadit a filtrovat |
| používat prakticky středoškolskou mamatiku, zejména látku týkající se analytické geometrie |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| learning outcomes |
|---|
| Knowledge |
|---|
| charakterizovat vektorovou a bitmapovou grafiku a jejich nejčastěji používané formáty (SVG, X3D, BMP, GIF, PNG, JPEG, ...) |
| charakterizovat digitální video a audio a jejich nejčastěji používané formáty (např. MPEG-4, MP3) |
| vysvětlit rozdíl mezi kresebně orientovaným a objektově orientovaným přístupem pro tvorbu grafiky |
| orientovat se v přístupech použivaných pro vytváření modelů geom. objektů ve 2D i 3D, tj. cesta, region, sweep, revolve |
| orientovat se v základních transformacích grafických objektů ve 2D i 3D (translace, rotace, změna měřítka) |
| popsat nejčastěji používané barevné modely a způsoby ukládání barvy v počítači |
| popsat prvky scény ve 3D (modely objektů, kamery, světel) vzhledem k zamýšlené formě vizualizace (drátěný model, jednobarevný ploškový model, konstatní a Gouraud stínování, fotorealistický přístup) |
| popsat základní metody interpolace dat: nejbližší soused, lineární interpolace a (bi)kubická v kontextu změny měřítka bitmapového obrazu a časově proměnlivých parametrů vektorové grafiky (animace) |
| popsat základní principy úpravy rastrového obrazu: přenosová křivka, konvoluce |
| popsat nejčastěji používané metody kombinování pixelů více obrazů, tj. alfa-blending, operátory min, max, mul |
| orientovat se v základních metodách pro vizualizaci skalárních a vektorových polí, tj. barevná mapa, kontury, šipky, streamlines |
| orientovat se v základních metodách pro vizualizaci číselné i nečíselné informace, hierarchií a vztahů, tj. různé grafy (plot, chart), pavučina, paralelní souřadnice, Senkeyův diagram, mapa, grafy (graph) a stromy, apod. |
| Skills |
|---|
| vybrat a realizovat vhodný způsob vizualizace dané konkrétní informace a jistých technických parametrů (např. velikost obrazovky) s využitím dostupných nástrojů (např. tabulkový editor typu MS Excel, editor obrázků typu Adobe Photoshop) nebo prostřednictvím vlastní jednoduché aplikace (napsané např. v progr. jazyce Java s využitím dostupných vizualizačních knihoven), např. vizualizace preferencí volebních stran v jednotlivých krajích, prodejnosti zboží internetového obchodu, nebo závislosti stability tenkovrstvého materiálu na teplotě a tlaku, realizované např. barevnou mapou, okomentovaným grafem, apod. |
| vybrat a realizovat vhodný způsob vizualizace v čase měnící se konkrétní informace, např. vývoj počasí (teplota, srážky, vítr) přes den v celé Evropě realizovaný animovanou, resp. interaktivně se měnící, barevnou mapou teplot s šipkami udávající směr a velikost rychlosti větru |
| uložit vizualizaci do standardního rastrového nebo vektorového formátu případně do videa prostřednictvím nástrojů (např. InkScape, ffmpeg) nebo vlastní jednoduché aplikace (s využitím dostupných vizualizačních knihoven, např. JFreeSVG, ffmpeg) |
| zobrazit uloženou vizualizaci prostřednictvím vlastní jednoduché aplikace (s využitím dostupných vizualizačních knihoven) dle charakteru vizualizace |
| Competences |
|---|
| N/A |
| rozsáhlejší SP, která není přesně nalinkovaná, takže studenti mají rámcové zadání, byť hodně detailní, a musí se rozhodovat |
| teaching methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Interactive lecture |
| One-to-One tutorial |
| Skills |
|---|
| Practicum |
| Individual study |
| Competences |
|---|
| Interactive lecture |
| Individual study |
| One-to-One tutorial |
| assessment methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Written exam |
| Combined exam |
| Skills demonstration during practicum |
| Project |
| Skills |
|---|
| Skills demonstration during practicum |
| Project |
| Competences |
|---|
| Project |
|
Recommended literature
|
-
Chalupa, Radek. Programování v GDI+ v příkladech - grafika a fotografie ve Visual C++. Praha : BEN - technická literatura, 2007. ISBN 978-80-7300-217-6.
-
Navrátil, Pavel. Počítačová grafika a multimédia. Computer Media, 2007. ISBN 80-86686-77-9.
-
Telea, Alexandru C. Data visualization : principles and practice. Wellesley : A K Peters, 2008. ISBN 978-1-56881-306-6.
-
Tufte, Edward R. Beautiful evidence. Cheshire : Graphics Press, 2006. ISBN 0-9613921-7-7.
-
Ward, Matthew; Grinstein, Georges G.; Keim, Daniel. Interactive data visualization : foundations, techniques, and applications. Natick : A K Peters, 2010. ISBN 978-1-56881-473-5.
|