ΓΡΑΦΙΚΑ ΣΕ Η/Υ

Κωδικός Μαθήματος:     610
Εξάμηνο διδασκαλίας:     6ο Εξάμηνο

Σκοπός του μαθήματος
Να γνωρίσει ο φοιτητής τις αρχές πάνω στις οποίες στηρίζεται η δημιουργία συνθετικής εικόνας. Το μάθημα σε συνδυασμό με το εργαστήριο επιχειρεί να παρουσιάσει του βασικότερους αλγορίθμους που χρησιμοποιούνται για την δημιουργία γραφικών σε μια ισορροπημένη προσέγγιση μεταξύ θεωρίας και πράξης με τη χρησιμοποίηση της βιβλιοθήκης OpenGL.

Στόχος του Μαθήματος
Σκοπός του μαθήματος είναι να κατανοήσουν τα μαθηματικά μοντέλα και τους αλγορίθμους στους οποίους βασίζονται τα σύγχρονα συστήματα γραφικών για υπολογιστές. Κυρίως να εξοικειωθούν με το πολυγωνικό μοντέλο και τον τρόπο με τον οποίο αυτό χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ρεαλιστικών γραφικών και να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους για τη δημιουργία απλών και πιο σύνθετων γραφικών βασιζόμενοι κυρίως στη βιβλιοθήκη OpenGL.

Περιγραφή του μαθήματος
Εισαγωγή στα γραφικά σε υπολογιστή, υπάρχουσες τεχνολογίες, συσκευές και εφαρμογές. Στοιχεία γραμμικής άλγεβρας για δημιουργία και χειρισμό γραφικών (πίνακες, διανύσματα και πράξεις μεταξύ τους) Αλγόριθμοι σχεδίασης γραμμής και κύκλου και έλλειψης. Μέθοδοι αντιταύτισης Συστήματα συντεταγμένων, ομογενείς συντεταγμένες, μετασχηματισμοί στις 2 διαστάσεις (μετατόπιση, αλλαγή κλίμακας, περιστροφή, στρέβλωση και σύνθεσή τους). Ομογενείς συντεταγμένες, μετασχηματισμοί στις 3 διαστάσεις .Μετασχηματισμοί παρατήρησης (μετασχηματισμοί μεταξύ διαφορετικών συστημάτων συντεταγμένων στις 2 διαστάσεις). Αλγόριθμοι αποκοπής ευθυγράμμου τμήματος στις 2 διαστάσεις (μέσου σημείου, Cohen-Sutherland). Μετασχηματισμοί προβολής (προοπτική, παράλληλη), και παρατήρησης. Πολυγωνικό μοντέλο και άλλοι τρόποι δημιουργία μοντέλων, διαγραφή πίσω επιφανειών, αλγόριθμος z-buffer, Χρωματικά μοντέλα (RGB,XYZ,CMY). Μοντέλα φωτισμού (μοντέλο ανάκλασης του Phong). Παραμετρικά μοντέλα καμπυλών και επιφανειών.
Εργαστήριο Μαθήματος: Θα χρησιμοποιηθεί η βιβλιοθήκη OpenGL για την ανάπτυξη μοντέλων και την παρουσίαση όλων των μετασχηματισμών και μεθόδων που αναπτύσσονται κατά τη διάλεξη.

Ενδεικτική Βιβλιογραφία
  1. Γραφικά: Αρχές και Αλγόριθμοι, Εκδόσεις Συμμετρία, Θ. Θεοχάρης, Α. Μπεμ,.
  2. Γραφικά με Υπολογιστή,  Στράτος Καλαφατούδης.
  3. James Foley Computer Graphics: Principles and Practice in C, Addison Wesley 1995
  4. Computer Graphics Using OpenGL, 2nd edition, F.S. Hill, Pearson Education, 2001
  5. Computer Graphics with OpenGL, 3rd edition, D. Hearn and M.P. Baker, Prentice Hall, 2004
  6. Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with OpenGL, 3rd edition, E. Angel, Addison Wesley, 2004
  7. OpenGL: A Primer, 2nd edition, Ε. Angel, Addison Wesley, 2004
  8. Beginning OpenGL Game Programming, 1st ed., D. Astle, K. Hawkins, Course Technology PTR; 2004