授業内容・計画（詳細）の情報

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【基本情報】

2018年度	秋学期

授業科目名	コンピュータグラフィックス

曜日　時限	月-2

テーマ	コンピュータグラフィックスの仕組みと技術を学ぶ

キーワード	コンピュータグラフィックス	プログラミング	視覚化

【授業要旨または授業概要】

コンピュータグラフィックス（以後、CG）は、産業、医療、科学、工学、TV、映画、ゲームなど、さまざまな分野に幅広く普及し、情報処理技術の一分野として重要な役割を担っている。

授業では、教科書を使ってCGの基礎知識を学び、その後Processingというツールを使ってCGのプログラミング開発を進めることを繰り返す。プログラミングをしながら、2次元と3次元のCGの基本原理や基礎技術を実体験として学習すると共に、さまざまな分野で充分に活用できる応用力を養うことを目標にしている。

この授業では、マルチメディア関連のツール群を使って高度なCG作品を製作するわけではなく、その裏側で高速処理されている根幹の計算や技術について学ぶものであり、複雑な数学の方程式を読み解き、プログラミングによって細かなCG描画処理を実体験することに重きを置いている。

数学の世界とコンピュータの世界が結びつき、様々な画像や映像が小さなプログラムやシンプルな方程式の積み重ねで表現されている様子を学ぶ。

【学修の到達目標】

◆授業で育成する力、スキル

全学共通：自ら考える力（学習力、思考力、探求力）

センター：情報処理力（ＩＴによる付加価値の高い情報を生み出すための、
　　　　　論理力、問題解決力、ソフトウェア開発力）

◆学修の到達目標

7つの学習到達目標を設定して、各項目で育成する力・スキルは以下の通りです。
詳細は別紙「成績評価基準」を確認してください。

　(1)グラフィック・システム
　　　グラフィックに関連する各種データフォーマット、ハードウェアとソフト
　　　ウェアの変遷の知識を身につけている（学習力）

　(2)グラフィックにおける基礎技術
　　　2次元及び3次元のグラフィックスに関連する数学的な方程式の知識を
　　　身につけている（論理力、問題解決力）

　(3)2次元画像の生成と加工
　　　ピクセルを単位とした単純な2次元の図形描画、画素ごとの濃淡変換と
　　　色変換の知識と技術を理解している（学習力、論理力）

　(4)モデリング
　　　3次元物体の表現方法、線と面の表現と変形、ポリゴンなどの知識と技術を
　　　理解している（学習力、論理力）

　(5)レンダリング
　　　ワイヤフレーム、隠線消去、マッピング、シェーディング、
　　　レイ・トレーシングなど、レンダリングの知識と技術を理解している
　　　（学習力、探求力、論理力）

　(6)コンピュータ・アニメーション
　　　運動の数式とグラフィックス、マウスの動きなどを組み合わせて、
　　　アニメーションを作成する知識と技術を理解している（論理力、問題解決力）

　(7)視覚化
　　　3次元のスカラーとベクトルの視覚化する知識と技術を理解している
　　　（探求力、ソフトウェア開発力）

添付ファイル：コンピュータグラフィックス.pdf

【授業計画】

◆スケジュール

第1回　ガイダンス、授業の進め方説明
第2回　ディジタル画像の基礎
第3回　座標変換
第4回　パイプライン
第5回　形状モデル
第6回　さまざまな形状表現方法
第7回　中間発表会（開発したCGプログラムの発表会）
第8回　隠面消去
第9回　シェーディング
第10回　レンダリング
第11回　CGアニメーション
第12回　画像処理
第13回　CGシステム
第14回　最終発表会（課題CGプログラミング）及びまとめ

◆予習・復習

第1回　ガイダンス、授業の進め方説明
　　　　教科書とProcessingの使い方
　　　　　　　事後学習（課題をもとに、レポートを作成する。作業4時間）

第2回　ディジタル画像の基礎
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、Processingプログラムを提出する。作業2時間)

第3回　座標変換
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第4回　パイプライン   
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第5回　形状モデル
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第6回　さまざまな形状表現方法
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第7回　中間発表会（開発したCGプログラムの発表会）  
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、修正プログラムを提出する。作業2時間)

第8回　隠面消去
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第9回　シェーディング
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第10回　レンダリング
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第11回　CGアニメーション
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、修正プログラムを提出する。作業2時間)

第12回　画像処理
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第13回　CGシステム
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、プログラムを提出する。作業2時間)

第14回　最終発表会（課題CGプログラミング）及びまとめ
　　　　　　　事前学習(指定したWEBサイトと教科書を読む。作業2時間)
　　　　　　　事後学習(課題、修正プログラムを提出する。作業2時間)

◆集中授業の期間

なし

【履修上の注意点】

特に先修条件はありませんが、「プログラミング」のいずれかの科目を履修したのと同程度のプログラミング経験があることを前提に授業を進めます。

Processingというツールを使って、コンピュータグラフィックスのプログラム開発を行います。

授業中にProcessingを基礎から教える時間は設けていないので、インターネット上のソースコードを参考にしたり、図書館で参考書籍を借りて独学するなり、能動的な学習を継続することを期待しています。

【成績評価の基準および方法】

日々の授業の課題や活動（50点）、中間発表会（20点）、最終発表会（30点）に配分して点数をつけます。

授業課題・活動の50点の内訳は、上記【学修の到達目標】のところで示した7つの学習到達目標を基準にして、点数をつけます。

授業課題・活動の内訳、評価の割合

　(1)グラフィック・システム　10%
　(2)グラフィックにおける基礎技術　20%
　(3)2次元画像の生成と加工　10%
　(4)モデリング　10%
　(5)レンダリング　30%
　(6)コンピュータ・アニメーション　10%
　(7)視覚化　10%


満点を100点とし、最終的に、S(90点以上)、A(89-80点)、B(79-70点)、C(69-60点)、E(59点以下)、/(出席日数が授業回数の3分の2に満たない場合、または最終プレゼンテーション未発表の場合、または最終CGソースコード未提出の場合)で評価します。

【教科書・参考書】

区分	書名	著者名	発行元	定価
教科書	コンピュータグラフィックス[改定新版]	画像情報教育振興協会(CG-ARTS)	画像情報教育振興協会(CG-ARTS)	3888円

【その他の教材】

教科書に加え、配布するプリント、インターネット上の情報やディジタルデータなども使います。情報収集やレポート課題の作成のために、インターネットを活用した情報検索も重要になります。

【担当教員への連絡方法】

質問などの連絡は次の手段で随時受け付けます。

1)電子メール　tanaka.m [] tokai-u.jp　へ質問や問い合わせをメール送信して下さい。
　（スパム対策のため[]の部分はアットマークに変更して下さい。）
　メールを送信する場合は、件名に「曜日・時限、授業名」を明記して下さい。
　またメールの本文には、「学番、氏名、問い合わせ内容」を明記して下さい。

2)使用Webサイト
　http://mtlab.ictedu.u-tokai.ac.jp/
　http://ictedu.u-tokai.ac.jp/

3)授業時間中はもちろん、授業終了時にすぐに相談することもして下さい。

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