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.

Ensisijaisena tavoitteena on opintojakson 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 opintojaksojen, esim. TIES471 Reaaliaikainen renderöinti, suorittamiseksi tai opinnäytteiden tekemiseksi tietokonegrafiikan aihepiireistä. Tarkoitus on myös esitellä konkreettinen sovelluskohde matematiikan taidoille, erityisesti lineaarialgebralle, joko ennen syvällisempää matematiikan opiskelua tai jo alkaneen matematiikan opiskelun aikana.

Ohjelmointi 1 ja Ohjelmointi 2 -opintojaksojen hyvä hallinta tai vastaava ohjelmointitaito on välttämätön esitieto. Algoritmit 1 sekä lineaarialgebran ja calculuksen aiempi opiskelu on hyödyksi, vaikka niiden tarvittavat osuudet käydään pinnallisesti läpi myös kurssilla. Esitietojen puuttuessa opiskelijan tulee varautua käyttämään ylimääräistä aikaa niiden saavuttamiseen tämän opintojakson aikana.

Kurssi pohjautuu MIT:n avoimella lisenssillä julkaisemaan englanninkieliseen kalvosarjaan ja harjoitustehtäväkokoelmaan, joita muokataan paikallisten tarpeiden mukaan.