Computer Grafica 3D

Il corso ha come obiettivo quello di fornire i concetti e gli strumenti più rilevanti nello studio e nella applicazione della grafica tridimensionale:

– Conoscenza e comprensione dei fondamenti matematici della rappresentazioni e trasformazioni geometriche 3D
– Conoscenza e comprensione della trasformazione di camera proiettiva da spazio 3D ad immagine 2D
– Conoscenza e comprensione della pipeline OpenGL per il rendering
Illuminazione della scena e texture mapping.

A fine corso lo studente saprà applicare queste conoscenze all’analisi e al design di soluzioni di grafica 3D per rendering real time, applicando le pratiche migliori e strumenti avanzati per arrivare a soluzione allo stato dell’arte.

Principali argomenti trattati:

• Trasformazioni lineari
• Tipi geometrici: vettori, vettori di coordinate, basi
• Trasformazioni lineari e matrici 3×3: rotazione e scala
• Trasformazioni affini
• Punti e frame di riferimento
• Trasformazioni affini e matrici 4×4
• Applicazione delle trasformazioni lineari a punti
• Traslazione
• Normali
• Frame di riferimento
• Trasformazioni multiple
• Importanza dei frame in grafica: frame del mondo, della camera, e dell’oggetto
• Muovere gli oggetti con trasformazioni geometriche
• Quaternioni: rappresentazione
• Interpolazione della rotazione con uso di interpolazione sferica
• Proiezione della camera: modello pinhole della camera e sue varianti
• Materiali: Diffuso; Lucido; Anisotropia
• Texture Mapping: Texturing di base; Normal Mapping; Mappe cubo ambiente; Projector Texture Mapping; Multipass
• Campionamento: Due modelli; Il problema; La soluzione; Alpha
• Ricostruzione: Costante; Bilineare; Funzioni di base
• Ricampionamento: Ricampionamento ideale; Blow up; Mip-mapping
• Pipeline OpenGL: coordinate e matrici
• Disegno di una forma. Vertex e fragment shader
• Passaggio da vertici a pixel: clipping; backface culling; viewport; rasterizzazione
• Codice di esempio con uso librerie OpneGl e shaders.

I prerequisiti fondamentali per partecipare al corso sono:

– Matematica: gli studenti dovrebbero essere familiari con ed in grado di applicare concetti e tecniche di algebra lineare.
– Programmazione: gli studenti dovrebbero essere in grado di usare in modo almeno base un linguaggio di programmazione di alto livello (ad esempio Python, ma anche Javascript per uso di WebGL).

Nel corso sarà fornita una introduzione di queste due componenti, con indicazioni di materiali di studio che aiuteranno ad avvicinarsi agli argomenti del corso.

prof. Stefano Berretti

Corso online

Il corso sarà attività su richiesta. Il docente è disponibile nei mesi di giugno-luglio o gennaio-febbraio.