Grafica al calcolatore - Teoria (2008/2009)

Obiettivi formativi

Il corso mira a fornire allo studente gli strumenti
indispensabili a comprendere gli algoritmi ed i metodi
computazionali su cui si basano molte delle applicazioni grafiche
interattive. L'enfasi è sulla comprensione della
teoria (geometria, radiometria) e degli aspetti
computazionali (algoritmi, programmazione) che stanno dietro alla
creazione di immagini al calcolatore, piuttosto che sull'impiego
di strumenti software di modellazione.

1. Introduzione alla grafica (2h)
- Grafica al calcolatore, paradigmi
- Schema di una applicazione grafica
- Applicazioni

2. Fondamenti matematici (5h)
- Spazi vettoriali ed affini
- Matrici e trasformazioni
- Richiami di geometria analitica
- Poligoni
- Strutture dati geometriche

3. Modellazione geometrica (4h)
- Rappresentazione poligonale
- Curve e superfici (cenni)
- Geometria costruttiva solida (cenni)
- Partizionamento spaziale (cenni)

4. Rendering ed illuminazione (3h)
- Introduzione al rendering: ray casting
- Modello fisico: cenni di radiometria, BRDF, equazione del rendering

5. Modelli di illuminazione (4h)
- Modello di Phong
- Modello di Cook-Torrance (cenni)
- Tipi di luci
- Ray tracing: modello di Whitted, intersezioni, tecniche di sfoltimento
- Radiosity

6. Rasterizzazione (6h)
- Trasformazioni geometriche
- Clipping
- Rimozione delle superfici nascoste: list-priority, depth-buffer
- Scan conversion
- Shading: Flat, Phong e Gouraud
- La pipeline di OpenGL
- Tecniche multi-pass

7. Tecniche di mappatura (2h)
- Texture mapping
- Bump mapping

8. Fotorealismo (2h)
- Mappe di riflessione
- Light map
- Ombre geometriche
- Trasparenza

9. Tecniche per applicazioni interattive (4h)
- Rappresentazione della scena: gerarchie
- Tecniche di abbattimento della complessità: semplificazione geometrica, LoD, visibility culling

La verifica del profitto avviene mediante valutazione di un progetto (50%) e prova orale (50%).