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学部・研究科
Faculty/Graduate School
総情
時間割コード
Course Code
70496
科目名
Course title
サブテーマ
Subtitle
コンピュータ・グラフィックス
<M><C>
授業形態/単位
Term/Credits
クラス
Class
/2
担任者名
Instructor
林 武文
曜限
Day/Period
火5
授業概要
Course Description
到達目標
Course Objectives

授業種別 / Teaching Types

講義(対面型)

言語 / Language

日本語(Japanese)

授業概要 / Course Description

コンピュータグラフィックス(CG)は、コンピュータを用いて画像や映像を生成する技術であり、その応用分野は極めて多岐にわたっている。これまでに、機械や建築分野における設計支援のためのCADシステム、自然科学や医療の分野におけるデータの可視化、産業,ビジネス,教育等の分野におけるプレゼンテーションなどに利用されてきたが、さらに最近では映画やTVの映像,ビデオ、ゲーム等の娯楽の分野にまで適用されている。
本講義では、これらの画像・映像生成に必要な基礎技術のうち、3次元CGの描画原理とアルゴリズムを理解することを目標としている。授業中に演習問題を解く時間を設けて理解が深まるようにする。

学位授与方針との関係 / Related Diploma Policy

(総合情報学部)
1.知識・技能
  
2.思考力・判断力・表現力等の能力
  

到達目標 / Course Objectives

①3次元CGに必要な数学的基礎を理解すること(高校2年程度の数学の知識が必要)。
②ディジタル画像表現、形状モデリング、ベジェ曲線、投影変換、幾何変換、隠面処理、シェーディング、テクスチャマッピング、レイトレーシング、色の表現方法、CGアニメーションの仕組みと動きの設定方法に関して説明出来ること。
③CGの応用分野、技術動向、課題について説明出来ること。

授業手法 / Teaching Methods

・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック

授業計画
Course Content

授業計画 / Course Content

(1)コンピュータグラフィックス入門
   CGの応用分野、CG制作の概要
(2)CGの仕掛けを知る
   ハードウェアの仕組み、形状モデルの表示、ディジタル画像表現
(3)3次元形状をモデリングする
   境界表現、CSG表現、その他の表現方法
(4)自由曲面を表現する
   ベジェ曲線、スプライン曲線、曲面パッチ
(5)数学基礎
   ベクトル、線形代数
(6)3次元形状を2次元面に投影する
   同次座標系と投影変換、平行投影、透視投影
(7)3次元形状を変形・移動させる
   2次元幾何変換、3次元幾何変換
(8)隠れ面の消去を行う
   ベクトルの内積と外積、Zバッファ法、スキャンライン法
(9)シェーディングとマッピングを行う(1)
   シェーディングモデル、スムーズシェーディング
(10)シェーディングとマッピングを行う(2)
   テクスチャマッピング、写実性を向上させるための技術
(11)レイトレーシングを学ぶ
   レイトレーシング法の原理、可視点の輝度計算、交差判定
(12)色の表現を知る
   人間の視覚系のメカニズム、表色系、カラーマネージメント
(13)アニメーションと変形
   アニメーションの仕組み、キーフレーム法、動きの設定方法
(14)最新技術について 
   3次元CGのモデリングやレンダリング等で注目される新技術の紹介
(15)まとめ・到達度確認試験

授業時間外学習 / Expected work outside of class

授業の内容に関しては、実際に3次元CGによる画像生成を経験すると理解を深めることができる。実習科目として、CG実習(制作基礎、制作応用、3Dコンテンツ開発)の何れかを履修するか自学自習することを推奨する。
数学の知識に関しては、高校2年生程度のレベルを有していれば十分であるが、本学で開講されている基礎数学(線形代数と微積分の初歩)を履修するとさらによい。

成績評価の方法・基準・評価
Grading Policies /
Evaluation Criteria

方法 / Grading Policies

定期試験を行わず、平常試験(小テスト・レポート等)で総合評価する。
成績評価は、毎回課すレポート(70%)と最終回に行う到達度確認試験(30%)で行う。
履修者数が多数になった場合には、成績評価方法を「定期試験(16週目)」に変更することがある。
成績評価方法が変更になった場合は、インフォメーションシステム等で連絡します。

基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy

授業中に行う演習問題が理解できること。

教科書
Textbooks

前川佳徳  編著  『コンピュータグラフィックス』  (オーム社)  13-978-4274132209

参考書
References

CG-ARTS協会  編  『コンピュータグラフィックス』(改訂新版)  (CG-ARTS協会)  978-4-903474-49-6
CG-ARTS協会  編  『ディジタル映像表現』(改訂第2版)  (CG-ARTS協会)  978-4-903474-64-9
太田登  著  『色彩工学』(第2版)  (東京電機大学出版局)  13-978-4501618902
三浦曜  監修 中嶋孝行、大野敏則  著  『CAD・CG技術者のための NURBS早わかり』  (工業調査会)  13-978-4769350828

フィードバックの方法
Feedback Method

授業中に行う演習問題は、その都度解答方法を示す。また、レポートの解答に関しては、必要に応じて、次回の授業で示す。

担任者への問合せ方法
Instructor Contact

質問等は、授業の前後に教室で声を掛けるかメールを送ってください。
メールアドレス:haya@kansai-u.ac.jp

備考
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