Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Nie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Techniki renderingu i animacja komputerowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-INIMU-MSP-TRAK Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Techniki renderingu i animacja komputerowa
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
( Przetwarzanie multimediów )-Informatyka w multimediach-mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

TRAK

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Przedmiot poświęcony jest problematyce renderowania obrazów dla potrzeb animacji komputerowej. W czasie trwania wykładów przedstawione zostanie w jaki sposób działają współczesne renderery, jakie algorytmy są wykorzystywane w celu symulacji efektów wizualnych oraz przyspieszania całego procesu. Dodatkowo uwzględnione zostaną techniki dotyczące animacji komputerowej – w jaki sposób obecnie tworzona jest animacja komputerowa – od momentu szkiców koncepcyjnych do końcowego efektu. Wykładowi towarzyszą zajęcia laboratoryjne podczas których studenci tworzą animację – od podstawowych zagadnień ruchu, poprzez rigging, animację postaci do ostatecznego renderingu. W skład przedmiotu wchodzi również projekt, podczas którego uczestnicy mają za zadanie zaimplementować wybraną technikę globalnego oświetlenia oraz porównać z rozwiązaniem komercyjnym.

Pełny opis:

Przedmiot poświęcony jest problematyce renderowania obrazów dla potrzeb animacji komputerowej oraz aspektom tworzenia samej animacji. W ramach kolejnych wykładów omawiane będą kolejne aspekty renderera oraz jego implementacji. Uczestnicy kursu dowiedzą się m.in. jak reprezentowane są materiały, które nakładane są na obiekty, w jaki sposób przyspieszyć działanie szukania przecięć, jak tworzyć cienie, reprezentować kamerę czy wreszcie uwzględnić globalne oświetlenie. Dodatkowo w ramach wykładu przedstawione zostaną aspekty tworzenia animacji – jak obecnie wygląda proces tworzenia animacji, czym jest rigging i animacja szkieletowa. Wykładowi towarzyszą seanse laboratoryjne, w trakcie których uczestnicy kursu realizują ćwiczenia przy komputerach pod kierunkiem prowadzącego. Ćwiczenia te mają na celu sprawdzenie i wykorzystanie w praktyce wiedzy nabytej na wykładach. W ramach przedmiotu realizowany będzie również projekt, w którego ramach uczestnicy będą tworzyć swój własny renderer oraz porównają jego własności z komercyjnym rozwiązaniem.


Treść wykładu

  • Informacje ogólne na temat renderingu: co to jest rendering? Radiometria, osłabienie światła, model BRDF, równanie renderingu, rodzaje świateł.
  • Cieniowanie barw i przecięcia brył: rozproszone, otoczenia, odbłyski i załamanie światła, przecięcie promień – sfera, inne podstawowe rodzaje przecięć, wektory normalne dla powierzchni.
  • Cienie i kamera: twarde i miękkie cienie, sposoby tworzenia cieni, reprezentacje kamery.
  • Materiały i efekty kamery: rozwinięcie BRDF, tworzenie efektów związanych z kamerą np. głębia ostrości, teksturowanie.
  • Globalne oświetlenie: korzyści płynące z globalnego oświetlenia, właściwości równania renderingu, integracje algorytmów monte carlo.
  • Przyspieszanie procesu renderowania: sposoby podziału przestrzeni: BVH, KD-Tree, metody terminacji ścieżki, metody próbkowania.
  • Polepszanie efektu renderingu: tone mapping: czym jest? Po co go stosować? Metody odszumiania obrazu.
  • Metody globalnego oświetlenia: path tracing, metropolis light transport, photon mapping.
  • Dodatkowe aspekty renderingu: dyspersja, rendering spektralny, nierealistyczny rendering.
  • Rendering wolumetryczny: czemu jest potrzebny? Co można z jego pomocą osiągąć? Podpowierzchniowe rozproszenie światła.
  • Podstawy animacji: historia tworzenia animacji, w czym pomogły komputery? Sposoby generacji animacji, kinematyka.
  • Rigging i animacja szkieletowa: czym jest rig? Animacja szkieletowa, motion capture, animacja mięśniowa.
  • Animacja twarzy: parametryzacja twarzy, blendowanie, modele mięśniowe.
  • Ubieranie postaci: materiały, ubrania, modelowanie dynamiki, wykrywanie kolizji.
  • Włosy: kolizje, cieniowanie, typy włosów, sposoby modelowania i animacji.


Zakres laboratorium


Na kolejnych seansach laboratoryjnych uczestnicy przedmiotu ćwiczą i poznają nowe aspekty tworzenia animacji. Kolejne laboratoria będą obejmować zagadnienia przedstawiane na wykładzie w bloku na temat animacji.


Zakres projektu


W ramach projektu uczestnicy przedmiotu w zespołach 3 osobowych będą implementować własny renderer wraz z efektami specjalnymi oraz strukturami przyspieszającymi. Następnie porównają jego działanie z dostępnymi komercyjnymi rozwiązaniami – pod względem szybkości, efektów wizualnych itd.

Literatura:

Oprogramowanie:


Maya/Blender

Literatura:

  1. Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman, Angelo Pesce, Sebastien Hillaire, Real-Time Rendering, 4th edition, A K Peters/CRC Press 2018.
  2. Matt Pharr, Greg Humphreys, Physically Based Rendering from Theory to Implementation, 2nd edition, Morgan Kaufmann, 2010.
  3. Rick Parent, Computer Animation – algorithms & techniques, 3rd edition, Morgan Kaufmann, 2012.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2021/2022 - sem. zimowy" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2021-10-01 - 2022-02-20

Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Łukasz Dąbała
Prowadzący grup: Łukasz Dąbała
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2020-10-01 - 2021-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Projekt, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Łukasz Dąbała
Prowadzący grup: Łukasz Dąbała
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103200 - Instytut Informatyki

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.