Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
Vizualizáció és képszintézis
A tantárgy angol neve: Visualization and Rendering
Adatlap utolsó módosítása: 2014. október 2.
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
1. Optikai és radiometriai alapok
A fény jellemzői, fluxus, sugársűrűség, spektrum. Árnyalási egyenlet felületeken és fényelnyelő anyagokban. Fresnel összefüggések, BRDF, hatáskeresztmetszet.
2. A globális illumináció módszerei
Végeselem-módszer, radiosity. Monte Carlo módszer, torzítatlanság, szórás, mintavételezés, fontosság szerinti mintavételezés. Fényútkövetés. Orosz rulett.
3. Modern globális illumináció
Fotontérkép-módszer. Hatékony közelségi keresés, kd-fa. Virtuális pontfények módszere. Tüskék kizárása. Light Cuts. Metropolis-módszer. Manifoldfeltárás.
4. Térfogati adatmodellek.
Newtoni (rácsalapú) és lagrange-i (részecske-alapú reprezentációk). Implicit felületmodellek. Skalármezők leírása, fizikai analógiák, transzfer függvény.
5. A térfogat-vizualizáció matematikai alapjai.
Mintavételezési elmélet: folytonos rekonstrukció, Fourier transzformáció, Nyquist-kritérium, rekonstrukciós szűrők frekvenciatartománybeli elemzése.
6. Indirekt térfogatvizualizációs eljárások.
Masírozó kockák (marching cubes), Fourier térfogat-vizualizáció, Monte Carlo térfogat-vizualizáció.
7. Direkt térfogatvizualizációs eljárások.
Sugárkövetés (ray casting), pacázás (splatting), nyírás/torzítás transzformáció (shear-warp transformation).
8. Approximációelmélet.
Approximációs rend, rekonstrukciós szűrők osztályozása aszimptotikus hiba szerint, adott rendű rekonstrukciós és derivált szűrők tervezése.
9. Optimális reguláris mintavételezés.
Optimális gömbpakolási feladat. Kepler-sejtés. Általános mintavételezési elmélet. Tércentrált kockarács, lapcentrált kockarács. Nem szeparálható szűrők tervezése és frekvenciatartománybeli elemzése.
10. Alaktartó interpoláció (shape-based interpolation).
Előjeles távolság-transzformáció, radiális bázisfüggvény (RBF) módszerek. Radon-transzformáción alapuló módszerek.
11. Illusztratív képszintézis és animáció.
Celluloid-árnyalás. Stílustranszfer. Kontúrrajzolás. A kontúrélek fajtái. Hajtás- és sziluettélek Markosian-féle és Herzmann-Zorin-féle definíciói. Kontúrélek detektálása. A takart-vonal probléma megoldási lehetőségei: geometriai és közelítő képtérbeli módszerek, mélységminták szűrése. Kontúrgörbék paraméterezési lehetőségei. Vonalak stilizálása, önhasonló minták, Markov modell.
12. Illusztratív animáció.
Az animáció konzisztencia-követelményei: képtérbeli és objektumtérbeli konzisztencia. A konzisztencia megsértésének következményei: az üvegajtó-hatás és a stílusvesztés. Vonalkázás képtérben: képfeldolgozási szűrők, részecske-alapú festményszerű megjelenítés, animáció optikai áramlással. Vonalkázás objektumtérben: magpontok előállítása, szalagokká kihúzása és kompozitálása. Vonalkázás textúratérben: tonal art maps, recursive tonal art maps. Paraméterezési problémák.
13. Inverz feladatok
Tomográfia. Orvosi képalkotó beredezések: CT, MRI, PET, SPECT. Szűrt visszavetítés. EM módszer. Monte-Carlo és adjungált Monte-Carlo módszerek.
14. Production rendering
Az animációs munkafolyamat. Hardver- és szoftvereszközök, asset server, renderfarm, RenderMan, VRay. Kompozitálás. Nuke. Megkötések és költség-megfontolások.
A szorgalmi időszakban: A félévvégi aláírás feltétele a tárgy anyagához kapcsolódó házi feladatok (otthoni feladat) megfelelő színvonalú elkészítése, és az írásbeli zárthelyi dolgozat sikeres megírása. A házi feladatok a vizsgajegybe beszámítanak, egyenként 20% súllyal. A feladatok a következő témakörökhöz kapcsolódnak:
1. Globális illumináció (pl. egyszerű fényútkövetés)
2. Térfogatvizualizáció (pl. ray marching)
3. Nem fotorealisztikus képszintézis (pl. kontúrrajzolás)
A zárthelyi dolgozat az elméleti ismeretek számonkérésére koncentrál. A vizsgajegybe az eredménye 20% súllyal számít bele.
A vizsgaidőszakban: A hallgatók a tárgyból szóbeli vizsgát tesznek. A házi feladatok összesen 60%, a ZH dolgozat 20% súllyal számít bele a vizsgajegybe. A vizsga feltétele az aláírás megszerzése.
Elővizsga: Nincs.
A előadások fóliái és a kapcsolódó szöveges jegyzetek letölthetők a tárgyhonlapról. További javasolt irodalom:
Dr. Csébfalvi Balázs
Dr. Szécsi László