AlgCG-10-proekty1

Алгоритмы компьютерной графики

Проекты. Темы рефератов, докладов на семинарах:

1-1. История компьютерной графики и анимации (A Critical History of Computer Graphics and Animation) <= 01 - 26.11(?) http://design.osu.edu/carlson/history/lessons.html http://design.osu.edu/carlson/history/IndexFrames.html

1-2. Аппаратное обеспечение трехмерной графики (для работы с 3D). <= 12 - 26.11(?) <= 10

1-3. Общая концепция интерфейсов систем геометрического моделирования.

1-4. Типы 3D-моделей. Способы создания и представления 3D-объектов в компьютере.<= 21 - 26.11

1-5. Основы, общие сведения о системе OpenGL, примеры применения. <= 08 - 3.12(??)

1-6. Основы, общие сведения о системе DirectX, примеры применения. <= 03 - 3.12(??)

1-7. Основы, общие сведения о системе Direct3D, примеры применения.

1-8. Общие сведения о системе OpenCV. Структура, возможности, основные модули, базовые операции. Примеры реализации «Анализ движения, слежение за объектами». <= 17

1-9. Основы, общие сведения о системе SmogDX, примеры применения.

1-10. Основы, общие сведения о системе Java3D, примеры применения. <= 20 - 3.12(??)

1-11. Сопоставление, совпадающие и различающиеся характеристики OpenGL и SmogDX.

1-12. Сопоставление, совпадающие и различающиеся характеристики OpenGL и DirectX. <= 09 - 3.12(??)

1-13. Модели и методы создания 3D-анимации <= 25

1-14. Основные методы создания реалистичных изображений. Взаимодействие света с поверхностью. <= 23

1-15. Моделирование текстуры. Типы текстур. <= 16

1-16. Основные пакеты для создания и обработки цифрового 3D. <= 22

1-17. Основные стандарты межсистемного обмена трехмерной информацией: DXF, IGES, 3DS, VRML. <= 18

1-18. Internet-броузеры для просмотра 3D-сцен. Обзор, основные возможности.

1-19. Программируемая графическая аппаратура

Проекты. Темы рефератов, докладов на семинарах по пакетам программ:

1-21. Blender 2.45 - Редактор трехмерной графики и анимации - компактный, бесплатный и при этом вполне сопоставимый по возможностям с большинством других 3D-редакторов, причем значительно более громоздких и к тому же далеко не бесплатных. Blender вполне подойдет для создания не только самых разнообразных "домашних" проектов, но и, к примеру, небольших игр (в пакет входит игровой движок); доступны версии Blender для Linux и MacOS.

Blender – программа с открытым исходным кодом, предназначенная для создания анимации, рендера, пост-обработки, интерактивной деятельности, трехмерного моделирования и воспроизведения данных.

http://soft.softodrom.ru/scr/get.php?id=1991 (forGrPr-92-v1.doc)

1-22. Cinderella – программа векторной графики, предназначенная для геометрических (а более точно, планиметрических) построений. Может быть использована как для решения, так и для составления геометрических задач … Программа была основана на принципах проекционной геометрии и инвариантной теории. Она была в состоянии найти алгебраическое доказательство для многих теорем проекционной геометрии о точках, прямых и т. д. … Cinderella – это программа для выполнения геометрических построений … Позволяет одновременно манипулировать и строить в различных видах, вы можете манипулировать некоторой конфигурацией в обычной Евклидовой плоскости, на сфере и т.д. … Поддерживает неевклидову геометрию … Инструменты для выполнения геометрических построений … Виды и геометрии … (Евклидов вид. Сферический вид. Гиперболический вид. Полярность Евклидова и сферического вида). Геометрический калькулятор … Интерфейс ‑ общее представление … Меню … Главная панель инструментов … Специальный режим … Создание интерактивных страниц и упражнений … Проблемы динамической геометрии … Проекционная геометрия … Редактор стилей … Практические примеры …

http://www.cinderella.de/ F:\2003_Ref-ty_FPMI-1\Cinderella (+Distributiv)

1-23. Corel Bryce представляет собой отдельное приложение, позволяющее создавать трехмерные виртуальные сцены с помощью пользовательского интерфейса … Содержит различные инструменты для создания и редактирования объектов … Интерфейс Corel Bryce … Библиотека объектов … Для редактирования объектов используются инструменты … Библиотека материалов … Редактор материалов … Редактор света … Объекты и логические операции … Возможность объединения сцен … Камера и вид сцены … Установка параметров анимации … Практические примеры …

F:\2003_Ref-ty_FPMI-1\Bryce (+Distributiv)

1-24. Gauss 2.0 является компактным программным средством для построения графиков трёхмерных функций, заданных в явном виде z=f(x,y), либо в полярных координатах z=f(r, theta), также можно строить линии и поверхности, заданные параметрически, с ограничениями на параметры. Поддерживаются переменные, которые могут быть использованы как параметры функций (в т.ч. коэффициенты). Есть возможность контролировать размер сетки (количество шагов), на которой строится изображение. Полученные изображения можно передвигать (в том числе и вдоль некоторой оси), поворачивать в различных плоскостях, приближать или отдалять от наблюдателя. Операции возможно производить как при помощи мыши, так и с использованием клавиатуры. Результаты построений можно сохранять в файл. Ввиду возможностей приближения изображения и рассмотрения его со всех сторон, Gauss 2.0 является полезным инструментом для выяснения особенностей формы изображения на любом локальном участке трёхмерного пространства.

http://www.waltermilner.com/gauss/gaussVer2.php (forGrPr-86-v1.doc)

1-25. MeshLab - переносимая открытая система для обработки неструктурированных трехмерных форм. Система нацелена на обработку трехмерных моделей, полученных в результате сканирования и имеет инструменты для редактирования, чистки, исправления, проверки, рендеринга и преобразования обработанной модели в нужный формат (PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS и другие).

В новой версии добавлено много замечательных возможностей: улучшенное управление несколькими формами в разных слоях, новые возможности по обработке сырых данных сканирования. Также добавлена поддержка сжатого формата U3D, который позволяет, используя LaTeX, создавать PDF-документы, содержащие интерактивные трехмерные модели.

Скачано с sourceforge.org (forGrPr-97-v1.doc)

1-26. Ulead MorphStudio

Стало чисто техническим приемом понятие morphing ‑ трансформация одного объекта в другой путем плавной, постепенной ‑ как бы текучей ‑ деформации изначальной формы … Элементы меню … Элементы панели инструментов … Создание ролика “перетекание одного лица в другое” … Нанесение точек перехода … Создание кадров Морфинга … Генерация составного изображения … Создание видео-файла морфинга … Фильтры … Специальные эффекты … Практические примеры …

F:\2003_Ref-ty_FPMI-1\Ulead\Ulead MorphStudio

Основные этапы работ, выполняемых при подготовке, составлении “электронного документа-реферата” по согласованной с преподавателем теме:

ü составить и оформить в MS PowerPoint электронное методическое пособие (текст-отчет + иллюстрации + навигация), содержащее в частности:

§ для пакетов, комплексов программ, компьютерных систем ‑ краткую формулировку технических основ, описание программной платформы, примеры функционирования программных модулей, иллюстрированные скриншотами;

§ гиперссылки, обеспечивающие подключение и возможность получения обсуждаемых решений, иллюстраций в прилагаемых программных модулях (режим интерактивной работы);

§ выводы о целесообразности и особенностях применения освоенных методов/инструментария;

§ список использованных при подготовке литературы, интернет-источников, научно-технических и других материалов.

Проекты. Раздел «Программирование»:

2-1. Написать программу, которая моделирует движение трехмерных тел: цилиндра, сферы, конуса в кубе с траекториями по физическим законам.

2-1a. Шара внутри куба ("вечный двигатель 1") <= 05 (сдан, +50)

2-1b. Шара внутри внутри усечённого конуса ("вечный двигатель 2")

2-1c. Шара внутри тетраэдра ("вечный двигатель 3") <= 21

2-1d. Шара внутри цилиндра заданной высоты ("вечный двигатель 4") <= 15

2-2. Написать программу удаления невидимых линий по методу Аппеля (разрабатывают алгоритм и программируют двое).

2-3. Написать программу удаления невидимых линий по методу Робертса (разрабатывают алгоритм и программируют двое).

2-4. Написать программу удаления невидимых линий по методу Варнока (разрабатывают алгоритм и программируют двое).

2-5. Написать программу построения изолиний функции двух переменных по методу линейной интерполяции.

2-6. Написать программу приближения ломаной изолинии гладкой кривой "эрмитовый локальный описывающий сплайн" (разрабатывают алгоритм и программируют двое).

2-7. Написать программу приближения ломаной изолинии гладкой кривой "параметрический соприкасающийся сплайн" (разрабатывают алгоритм и программируют двое).

2-8. Написать программу построения цветовой карты функции двух переменных по методу .... (разрабатывают алгоритм и программируют двое).

2-9. Программирование морфинга параметрически заданных кривых.

2-10 - 2-∞. Примеры выполнения задач 3D визуализации из 3_Grafika_v1011*.nb на СКИФ БГУ в режиме "использование более 1-го процессоров" в среде M225GridComputing (M225ParallelComputing.nb).

Проекты. Раздел «Программирование»:

Можете предложить и другие задания.

По любым заданиям этой категории рейтинги -- 50 баллов (индивидуальный и контрольный). Срок - на усмотрение исполнителей (кому-то может такие баллы и не понадобятся, если индивидуальный рейтинг достаточен для зачёта).

Исполнителем сдаётся комплект, в котором обязательны:

1. Работающий EXE (проверяется на ПК В.Тар).

2. readMe.txt

3. settings.txt

4. Дистрибутив того, что обеспечит работу в случае типа "На чистою машину надо установить ..."

5. Исходные коды и ...

*
При работе модуля в окне графиков также должен выводиться текст "Запрограммировал Фамилия И.О. Алгоритмы КГ, ФПМИ 2010" -- оформление на усмотрение автора.

**
В readMe.txt должны быть:

Приложение иллюстрирует возможности ... при моделировании виртуальной реальности на примере задачи "... ...".
Запрограммировано в ... При этом использовалась библиотека ... , и в частности функции: ..., ... которые обеспечивают ...
***
Начальные параметры программы задаются в файле settings.txt. Файл должен содержать ... (например, начальное положение шарика, вектор направления движения шарика, размеры шарика и ...)

Проекты. Раздел «Моделирование»:

3-1. Создать 3D-модель легкового автомобиля.

3-2. Создать 3D-модель летательного аппарата. <= 01

3-3. Виртуальная "моя комната" с моделированием условий освещения с утра до ночи.