Geometrické a poc´ıtacové modelován´ı

Geometrické a počı́tačové modelovánı́
akademický rok 2008–2009 – letnı́ semestr 3+2
Rozpis obsahu výuky
Č.
1.
Dne
16.2.
2.
23.2.
3.
2.3.
4.
9.3.
5.
16.3.
6.
23.3.
7.
30.3.
8.
6.4.
9.
20.4.
10.
27.4.
11.
4.5.
12.
11.5.
13.
18.5.
Téma výuky
P: Základy diferenciálnı́ geometrie křivek a ploch.
C: MATLAB – zejména grafika, symbolika – prezentace a zácvik.
P: Analytická geometrie – projektivnı́ rozšı́řenı́, homogennı́ souřadnice. Maticové vyjádřenı́ transformacı́ a zobrazenı́. Nelineárnı́ transformace TPS (Thin
Plate Spline).
C: MATHEMATICA – zejména grafika, symbolika – prezentace a zácvik.
P: Spline funkce. Kubická spline křivka. Fergusonova kubika a pojem spline.
Spline křivky vyššı́ch stupňů. Spline pod napětı́m, nelineárnı́ spline.
C: RHINOCEROS – principy modelovánı́ – prezentace a zácvik.
P: Bézierovy křivky – Bernsteinovy polynomy, algoritmus de Casteljau, popis
spline křivky.
C: 1. týmové cvičenı́: Diferenciálnı́ geometrie.
P:B-spline báze, de Boorův algoritmus, vlastnosti B-spline křivek. Racionálnı́
Bézierovy křivky a NURBS (non-uniform rational B-spline). β – spline.
C: 2. týmové cvičenı́: Spline křivky.
P: Pythagorejský hodograf. Plochy tenzorového součinu – Bézierovy plochy,
B-spline a NURBS plochy.
C: 3. týmové cvičenı́: Bézierovy křivky až NURBS křivky.
P: Plochy tenzorového součinu – Coonsovy plochy - přehled, bilineárnı́, bikubický plát.
C: 4. týmové cvičenı́: Coonsovy pláty.
P: Coonsovy interpolace – Fergusonův plát, plátovánı́. Spline plochy.
C: 5. týmové cvičenı́: T-spline.
P: Barycentrické souřadnice, interpolace na trojúhelnı́ku.
C: 6. týmové cvičenı́: Trojúhelnı́kové pláty.
P: Voroného diagramy. Střednı́ osa objektu.
C: 7. týmové cvičenı́: Voroného diagramy, střednı́ osa.
P: Geometrický model v CAD – hranový, plošný a objemový model. Dekompozičnı́, CSG a B-reprezentace. Topologické charakteristiky těles. Eulerovy charakteristiky a operátory.
C: Shrnutı́. Prezentace studentských projektů (až 4 body).
P: Parametrizace modelu – způsoby parametrizace, grafové algoritmy testu
dobré parametrizace. Trendy v geometrickém modelovánı́, CAD a v PLM správě životnı́ho cyklu výrobku.
C: Prezentace studentských projektů (až 4 body).
P: Shrnutı́ a rezerva.
C: Prezentace studentských projektů (až 4 body).
1
Základnı́ literatura
Ježek,F. : Geometrické a počı́tačové modelovánı́. Záznam přednášky. Plzeň, ZČU 2009 (k dispozici ve formě pomocného učebnı́ho textu).
Ježek,F. : prezentace k jednotlivým přednáškám na
http://geometrie.kma.zcu.cz/index.php/www/content/view/full/82/
Farin, G. – Hoschek, J. – Kim, M. S. : Handbook of Computer Aided Design. Elsevier 2002.
Rogers, D.F. – Adams, J.A. : Mathematical Elements for Computer Graphics. New York,
McGraw-Hill Publishing Company 1990.
Žára,J. a kol. : Modernı́ počı́tačová grafika. Praha, Computer Press 1998.
Rozvrh výuky
St. skupina
předn.
cv.
Den
po
po
Vyuč. hodina
12:05 – 14:30
14:50 – 16:20
Mı́stnost
UU-108
UL604 (40 studentů)
Vyučujı́cı́
F. Ježek
B. Bastl, R. Výrut
Zápočet
Podmı́nkou udělenı́ zápočtu:
• úspěšné zpracovánı́ úkolu z každého ze sedmi týmových cvičenı́
• přı́prava a přednes referátu (cca 10 minut) max. 7 bodů (pro zı́skánı́ zápočtu se požaduje
zisk alespoň 3 bodů)
Zkouška
Zkouška se skládá z pı́semné části (forma vı́ce jednoduššı́ch otázek a přı́kladů ze základnı́ho
učiva předmětu). Povoleno je použitı́ literatury. Časový limit pro zpracovánı́ je 90 minut. Ústnı́
zkouška se zabývá obecnými souvislostmi přednášené látky a přı́p. tématem zpracovaným posluchačem v referátu.
Hodnocenı́ zkoušky se odvozuje z bodového zisku:
• za cvičenı́ (referát) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . max. 7 bodů
• za pı́semnou práci u zkoušky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . max. 30 bodů
• za ústnı́ část zkoušky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . max. 3 body
Výsledné hodnocenı́ se stanovı́ takto:
40–35 bodů
34–28 bodů
27–21 bodů
20 a méně bodů
výborně
velmi dobře
dobře
nevyhověl(a)
2
Témata semestrálnı́ch projektů
Téma projektu si student vybı́rá v rámci konzultacı́ s vedoucı́m cvičenı́ nebo s přednášejı́cı́m.
Standardnı́m postupem je výběr článku v časopise CAGD - Computer Aided Geometric Design
(viz elektronické informačnı́ zdroje na stránkách našı́ knihovny nebo tištěná forma časopisu v
Univerzitnı́ knihovně na Zeleném trojúhelnı́ku) nebo časopisu CAD - Computer-Aided Design
(je přı́stupný z domény ZCU na serveru www.elsevier.com). Cı́lem je, aby student zvolený článek
pochopil (nikoliv přeložil obsah článku) a dokázal o daném tématu referovat před ostatnı́mi
studenty. Při práci s cizojazyčnou literaturou nejde o detailnı́ pochopenı́ celého textu.
Po domluvě s vyučujı́cı́m je ale možné využitı́ jiné literatury, resp. přı́prava vystoupenı́
k tématu, na němž student pracuje v rámci jiných předmětů a projektů.
Týmová cvičenı́
Na prvnı́ch třech cvičenı́ch se studentky a studenti mohou seznámit se třemi programovými
nástroji, které pak budou použı́vány v průběhu semestru.
Tzv. týmová cvičenı́ (je jich připraveno sedm) jsou založena na ustavenı́ skupiny po 2-3 studentech. Při ustavovánı́ skupin bude preferována dohoda mezi studenty. Skupiny se pro jednotlivá
týmová cvičenı́ neměnı́. O přı́padných výjimkách (nemoc, zahraničnı́ pobyt apod.) rozhodujı́ vedoucı́ cvičenı́.
Na vlastnı́ týmovém cvičenı́ jsou zadány konkrétnı́ úlohy. Účastnı́ci cvičenı́ zde začnou zpracovávat zadánı́ a mohou postup konzultovat s vedoucı́mi cvičenı́. Pokud tým v čase cvičenı́
úkol nedokončı́, očekává se, že řešenı́ vypracujı́ mimo časový prostor vlastnı́ho cvičenı́. Studenti majı́ z tohoto důvodu přı́stup do laboratoře UL604 i mimo vlastnı́ rozvrhovanou výuku.
Výsledek předávajı́ vedoucı́m cvičenı́, kteřı́ rozhodnou o splněnı́ úkolu a tı́m o úspěšném absolvovánı́ týmového cvičenı́ všech členů týmu.
Zpracovali F. Ježek, B. Bastl, R. Výrut – leden 2009.
3