Politechnika Krakowska Wydzial Fizyki, Matematyki i Informatyki Politechnika Krakowska Politechnika XXI wieku
Wydzial Fizyki, Matematyki i Informatyki
Grafika Komputerowa i Multimedia

Modelowanie przestrzenne

Modelowanie komputerowe

Modelowanie przestrzenne

Punkty ECTS: 4

Rok studiów: I

Semestr: I

Rodzaj zajęć:

W

Ć

L

P

Liczba godzin w semestrze:

30

 

15

 

Przedmioty wprowadzające / wymagania wstępne

Podstawy programowania, podstawy grafiki komputerowej, algebra, analiza matematyczna

Założenia i cele przedmiotu

W ramach kursu słuchacze zapoznają się z metodami i reprezentacjami grafiki komputerowej dla potrzeb modelowania przestrzennego. Omawiana jest podstawowa funkcjonalność aplikacji do projektowania przestrzennego takich jak: AutoCAD, 3DSMax. W trakcie laboratorium uczestnicy kursu wyrabiają umiejętności modelowania obiektów trójwymiarowych i ich zastosowania do reprezentacji obiektów rzeczywistych. Wykorzystane oprogramowanie to: MATLAB, AutoCAD, SketchUp, 3DSMax.

Po ukończeniu kursu studenci powinni posiadać umiejętności:

•           implementacji i zastosowania reprezentacji graficznych do modelowania przestrzennego,

•           wykonywania projektów CAD i prostych modeli przestrzennych.

Wiedza i umiejętności nabyte na Modelowaniu przestrzennym są niezbędne do podjęcia przedmiotów Wizualizacja i animacja komputerowa i Systemy CAx.

Metody dydaktyczne

Wykłady i ćwiczenia laboratoryjne

Forma i warunki zaliczenia przedmiotu:

Część wykładowa – zaliczenie na podstawie średniej ze sprawdzianów przeprowadzanych po wykładach.

Część laboratoryjna – zaliczenie na podstawie ocen z ćwiczeń i projektów.

Ocena z całego przedmiotu jest średnią arytmetyczną z ocen z części wykładowej i laboratoryjnej

TREŚCI PROGRAMOWE

Wykłady:

  1. Repetytorium z algebry liniowej - macierze, układy współrzędnych, przekształcenia liniowe, normy, iloczyny skalarne, wektorowe, mieszane, interpretacje geometryczne, przekształcenia izometryczne, układy równań liniowych.
  2. Przestrzenie afiniczne - współrzędne kartezjańskie i jednorodne, współrzędne barycentryczne, przekształcenia afiniczne przestrzeni trójwymiarowej.
  3. Siatki wielokątowe, powierzchnie drugiego stopnia.
  4. Krzywe Bezier’a, Hermite’a, B-sklejane, ciągłość geometryczna i parametryczna.
  5. Płaty Beziera, powierzchnie w  reprezentacji Hermite'a, powierzchnie B-sklejane, powierzchnie NURBS.
  6. Reprezentacje z przesunięciem, z podziałem przestrzennym, drzewa CSG, BSP, B-rep, fraktale i gramatyki probabilistyczne.
  7. Modelowanie powierzchni 3D – akwizycja danych, skanery 3D, triangulacja
  8. Przetwarzanie siatek 3D – metody filtracji, wygładzania, rejestracja i scalanie siatek
  9. Budowa modelu 3D – uzupełnianie siatek, przygotowanie do prototypowania, metody i urządzenia do szybkiego prototypowania
  10. Podstawy odwzorowań, w szczególności elementów, związanych z prostokątnymi rzutami Monge'a. Rzuty aksonometryczne brył przestrzennych.
  11. Rysunek techniczny – zasady czytania i tworzenia dokumentacji technicznej.
  12. AutoCAD - interfejs i techniki modelowania. Programowanie w środowisku AutoCAD’a.
  13. AutoCAD - dzielenie informacji zawartych w modelu z innymi aplikacjami. Bazy danych w środowisku CAD
  14. Interfejs i techniki modelowania (3DS MAX, Blender, PovRay). Wstęp do randeringu. Wizualizacja stereoskopowa.

Ćwiczenia laboratoryjne:

  1. Podstawy przetwarzania danych w środowisku MATLAB
  2. Repetytorium algebry liniowej
  3. Przekształcenia afiniczne
  4. Modele szkieletowe
  5. Powierzchnie drugiego stopnia
  6. Krzywe parametryczne
  7. Powierzchnie parametryczne
  8. Fraktale
  9. SketchUp - proste szkice
  10. SketchUp - projekt budynku
  11. AutoCAD – rysunki 2D
  12. AutoCAD – rysunki 3D
  13. AutoCAD – CSG
AutoCAD – tworzenie własnych modułów programowych

 

Przedmioty