TIEA311 Tietokonegrafiikan perusteet (5 op)

Sisältö

Kaksi- ja kolmiulotteisten kappaleiden muodon, sijainnin, orientaation ja materiaalin mallintaminen grafiikkasovelluksia varten matemaattisesti ja tietokoneohjelmassa. Virtuaalisen maailman kuvaaminen primitiivikappaleiden hierarkkisena mallina (näkymägraafi). Homogeeniset koordinaatit ja geometriamuunnokset. Projektiokuvan ja peräkkäisistä kuvista muodostuvan animaation muodostaminen simuloidun kameran näkökulmasta perspektiivi- ja yhdensuuntaisprojektiolla. Värin aistiminen ja kuvaaminen RGB-kolmikkona rasterinäytöissä. Yksinkertaiset valaistus- ja heijastusmallit, säteenheiton ja -seurannan alkeet. Pisteestä heitetyn säteen leikkauskohtien määrittäminen pinnan, kolmion ja pallon kanssa. Alustava johdanto grafiikkarajapintoihin, laitteisiin ja tiedostomuotoihin. Suomen- ja englanninkielinen sanasto grafiikka-aihepiiristä. Käsitteellinen perusymmärrys ja mekaaninen laskenta matriiseilla ja vektoreilla.

Suoritustavat

Ohjelmointiharjoitukset ja tentti.

Arviointiperusteet

Kurssin arvosana perustuu kurssin aikana tehdyissä ohjelmointitehtävissä saavutettuun tasoon (toteutettujen ominaisuuksien määrä ja laatu). Tentillä vain varmistetaan, että käsitteellinen ymmärrys ja matemaattiset (mekaaniset) laskutaidot on saavutettu. Leikkuripistemäärän ylittyminen vaaditaan kurssin läpäisemiseksi, mutta muuten tenttipisteet eivät vaikuta ohjelmointitehtävistä muodostuvaan arvosanaan. Vastuuopettaja voi määritellä mahdollisuuksia lisäpisteisiin luentokurssin aikana tapahtuvan ylimääräisen osallistumisen kautta, kuten esimerkiksi aktiivinen avunanto vertaistukikanavilla tai kurssimateriaalin kehittäminen. Opettaja ilmoittaa mahdollisista lisätehtävistä ja niiden pisteytyksestä kurssikerran ensimmäisellä luennolla.

Ensisijaisena tavoitteena on kurssin jälkeen kyetä tutoriaalien ja manuaalien avulla ottamaan itsenäisesti käyttöön jokin tyypillinen grafiikkarajapinta (esim. OpenGL, WebGL, DirectX) ja/tai kirjasto (esim. OpenScenegraph, Three.js) tulevissa työ-, opinto- ja harrastusprojekteissa tarpeen mukaan. Lisäksi tavoitteena on osata teoreettiset esitiedot, käytännön taidot sekä suomen- ja englanninkielinen sanasto syventävien jatkokurssien, esim. TIES471 Reaaliaikainen renderöinti, suorittamiseksi tai opinnäytteiden tekemiseksi tietokonegrafiikan aihepiireistä. Kurssin tarkoitus on myös esitellä konkreettinen sovelluskohde matematiikan taidoille, erityisesti lineaarialgebralle, joko ennen syvällisempää matematiikan opiskelua tai jo alkaneen matematiikan opiskelun aikana.