Počítačová grafika I

Předmět volně navazuje na úvodní bakalářský kurz Základy počítačové grafiky a pokrývá hlavní principy fotorealistické syntézy obrazu. Jsou probírána zejména tato témata: metoda sledování paprsku, osvětlovací modely, modely odrazu světla od povrchu (BRDF), zobrazovací rovnice, základy metody Monte Carlo pro simulaci transportu světla, zajištění fyzikální korektnosti výsledků, urychlování výpočtu, vyhlazování obrazu a popis základních optických materiálových modelů. Předmět zahrnuje cvičení, během kterých jsou témata probírána na přednáškách prakticky realizována formou implementace programů k zápočtu. Teoretické poznatky získané během rozboru dílčích úloh slouží jako základ pro praktickou implementaci konkrétních příkladů na cvičeních. Cvičení tedy úzce korespondují s přednáškami a předpokládá se praktická realizace zmíněných témat v prostředí jazyka C++.

Cílem předmětu je prohloubení základních znalostí počítačové grafiky, se kterými se mohl posluchač seznámit v bakalářském studiu. Po absolvování předmětu posluchač porozumí základním principům moderních metod fotorealistického zobrazování scény. Vybrané metody bude umět popsat, naimplementovat a vytvářet aplikace pro renderování obrazů na základě fyzikálních principů šíření světa, přičemž důraz je kladen především na globální metody.

Absolvent předmětu dokáže:

- definovat základní struktury a operace používané v počítačové grafice se zaměřením na syntézu obrazu pomocí technik sledování paprsků,
- orientovat se v algoritmech rekurzivního sledování paprsků,
- formulovat rozdíl mezí lokálními a globálními metodami výpočtu osvětlení,
- řešit zobrazovací rovnici metodou Monte Carlo,
- navrhovat postupy pro urychlení konvergence stochastických metod,
- konstruovat akcelerační struktury pro urychlení průchodu paprsku scénou,
- specifikovat rozhodující optické vlastnosti vybraných typů materiálů,
- vytvářet výkonné paralelizované aplikace pro fotorealistickou syntézu obrazu.