授業内容・計画(詳細)の情報


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【基本情報】
2018年度 春学期  
授業科目名 コンピュータグラフィックス
曜日 時限 金-3
テーマ コンピュータグラフィックスの基本原理や基礎知識の習得
キーワード コンピュータグラフィックス 各種描画技術 プログラミング


【授業要旨または授業概要】
 
コンピュータグラフィックスは、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、汎用プログラム言語Javaによるプログラミング実習を通してコンピュータグラ
フィックスの基本原理や基礎知識を学習すると共に、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。授業では、2次元図形の表示や座標変換、3次元物
体のモデリングや投影法、陰線・陰面消去、シェーディング、レイトレーシングなどのレ
ンダリング技法、アニメーションの作成等を具体的な例題を用いて学習する。


【学修の到達目標】
◆授業で育成する力スキル
この授業を通して「自ら考える力」と「情報処理力(問題解決力、論理力、ソフト
ウェア開発力)」を育成する。
◆学修の到達目標
1.プログラミングに関する基礎が理解できる 【「自ら考える力」と「情報処理力(問題
解決力、論理力、ソフトウェア開発力)」】
2.2次元図形表示に関する基礎を理解し描画することができる 【「自ら考える力」と
「情報処理力(問題解決力、論理力、ソフトウェア開発力)」】
3.アニメーションに関する基礎を理解し描画することができる 【「自ら考える力」と
「情報処理力(問題解決力、論理力、ソフトウェア開発力)」】
4.モデリングに関する基礎を理解し描画することができる 【「自ら考える力」と「情報
処理力(問題解決力、論理力、ソフトウェア開発力)」】
5.レンダリングに関する基礎を理解し描画することができる 【「自ら考える力」と「情
報処理力(問題解決力、論理力、ソフトウェア
開発力)」】
添付ファイル:コンピュータグラフィックス_成績評価基準.pdf

【授業計画】
◆スケジュール
第 1回 ガイダンス
    コンピュータグラフィックスとは
    CGの歴史、応用分野  
    CGシステム(入出力装置)
第 2回 Java言語について・特徴
     オブジェクト指向プログラミング
     Javaプログラムの作成方法
第 3回 カラーの表示方法
     Javaによる図形描画の方法
第 4回 APIドキュメント
    変数・データの種類と型
    演算子の種類と機能
    変数を用いた図形描画
第 5回 プログラムの基本構造
    反復(繰り返し)構造・分岐(選択)構造・配列
    繰り返し、条件分岐による図形描画
    配列を用いた図形描画
第 6回 クラス定義
    クラス定義による図形描画
第 7回 アニメーション
第 8回 2次元幾何変換
第 9回 2次元合成幾何変換
第10回 3次元CG
    3次元モデルの表現方法・投影変換・モデリング
    ワイヤーフレームモデルによる3次元表示
第11回 陰線・陰面消去
    法線ベクトル法による陰面消去表示
第12回 コンスタント(フラット)シェーディング
    Zバッファ法によるコンスタントシェーディング表示
第13回 スム−ズシェーディング
    グーローのスムーズシェーディング表示
    フォンのスムーズシェーディング表示
第14回 レイトレーシング
    球のレイトレーシング表示

授業内容は、受講者の理解度により変更することがある。
◆予習・復習
各授業前・後に各2時間程度の予習・復習を行うこと。毎回、課題を課す。

第 1回 
事前学習:シラバスを読んでおくこと。
事後学習:ガイダンスでのシラバスの説明を再確認しておくこと。
     コンピュータグラフィックスの制作プロセスを復習する。

第 2回 
事前学習:Java言語とはどのような言語か調べる。
事後学習:オブジェクト指向プログラミング、Javaプログラムの作成方法を復習する。

第 3回 
事前学習:コンピュータでカラー画像を表示する方法について調べる。
事後学習:Java言語で簡単な図形を表示する方法を復習する。

第 4回 
事前学習:Java言語のデータ型の種類、演算子の種類を調べる。
事後学習:Java言語のデータ型の種類、演算子の種類、変数を用いた図形描画を復習する。

第 5回 
事前学習:Java言語で繰り返し処理や条件分岐を行う方法について調べる。
事後学習:Java言語の反復構造、分岐構造、配列、それらを用いた図形描画を復習する。

第 6回 
事前学習:Java言語のクラス定義について調べる。
事後学習:クラス定義による図形描画を復習する。

第 7回 
事前学習:アニメーションをコンピュータで表示する方法について調べる。
事後学習:Java言語でアニメーションを表示する方法を復習する。

第 8回 
事前学習:図形を平行移動したり回転させるにはどのようにすればよいか調べる。
     行列の演算(特に掛け算)について復習する。
事後学習:Java言語で2次元幾何変換をする方法について復習する。

第 9回 
事前学習:図形の変換を合成するにはどのようにすればよいか調べる。
事後学習:Java言語で変換を合成する方法について復習する。

第10回 
事前学習:3次元モデルの表現方法について調べる。
事後学習:3次元CGの制作プロセス、3次元モデルの表現方法、モデリング手法を復習する。

第11回 
事前学習:陰線消去・陰面消去を行うにはどのような方法があるか調べる。
事後学習:法線ベクトル法による陰線消去を復習する。

第12回 
事前学習:3次元モデルに光を当てたときにできる陰影を表現する方法について調べる。
事後学習:コンスタントシェーディングの表示方法を復習する。

第13回 
事前学習:陰影をきれいに表現する方法について調べる。
事後学習:スムーズシェーディングの表示方法を復習する。

第14回 
事前学習:レイトレーシング法とはどのような表現方法か調べる。
事後学習:レイトレーシング法の表示方法を復習する。
◆集中授業の期間
 

【履修上の注意点】
・本授業は、コンピュータグラフィックス専用のソフトウェアを使用するのではなく、汎用プログラム言語により、コンピュータグラフィックスの基本原理をプロブラミングすることにより学習する科目であることを充分に理解して受講して下さい。
文系の学生であっても三角関数や行列・ベクトルを理解できれば受講可能です。授業でも基本的な事項は復習します。

・教室定員を超える履修希望者がいる場合には抽選を行いますので、初回のガイダンスには必ず出席すること。
・初回のガイダンス参加者以外は履修を認めない。事情によりガイダンスを欠席する場合には、事前に連絡をすること。

・課題は次週までに必ず提出すること。


【成績評価の基準および方法】
2/3以上の授業出席を成績評価の前提とする。
定期試験を実施する。定期試験を未受験の場合は成績評価の対象としない。
到達目標のすべての項目について、提出課題(50%)および定期試験(50%)の結果で評価する。
成績評価基準を参照のこと。


【教科書・参考書】
区分 書名 著者名 発行元 定価
参考書 Javaによるコンピュータグラフィックス 峰村 吉泰 森北出版 2,400円
参考書 Javaによるプログラミング入門 第2版 久野 禎子・久野 靖 共立出版 3,300円
参考書 Javaによる簡単実習 3次元CG入門 小笠原 祐治 森北出版 2,800円
参考書 Javaによる図形処理入門 山本 芳人 工学図書 2,400円
参考書 コンピュータグラフィックス[改訂新版] 藤代一成・編集 CG−ARTS協会 3,600円
参考書 ビジュアル情報処理−CG・画像処理入門ー[改訂新版] 藤代一成・編集 CG−ARTS協会 2,900円


【その他の教材】
教科書は使用しません。授業資料は授業支援システムを通じて配布する。


【担当教員への連絡方法】
居室: F館2階 情報教育センター 第11研究室(月・水・金のみ)
質問がある場合には、下記メールアドレスに連絡してください。
その際、科目名(曜日・時限)、学生証番号、氏名を必ず明記すること。

E-mail : oki@wing.ncc.u-tokai.ac.jp

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