T.C. İstanbul Ticaret Üniversitesi
Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
Bilgisayar Grafiklerine Giriş (Introduction to Computer Graphics)
Dersi Veren: Şadi Evren ŞEKER (Yük. Müh.)
Dersin Web Sitesi: www.sadievrenseker.com/graf
Dersin Öğrenci İletişim Sitesi : www.sesders.com
Email Adresi:graf [at] sesders.com
Dersin Amacı:
Bu dersin amacı 3 boyutlu bilgisayar grafiklerine tatbiki ve nazari bir giriş yapmak ve derste uygulama yapabilecek edinimleri kazandırmaktır. Dersi alan öğrencilerin bu ders sayesinde 3 boyutlu etkileşimli grafik uygulamalarını yapabilecek seviyeye gelmeleri beklenmektedir. Derste işlenecek konular kabaca grafik modelleri ve sistemleri, geometrik gösterimler, transformasyonlar (şekil değiştirme), grafik programlama, giriş çıkış ve etkileşim özellikleri, görüntüleme teknikleri (viewing and projections), aydınlatma ve renklendirme, gölgelendirme ve kaplama teknikleri, animasyonlar ve nesne yönelimli modelleme olarak sayılabilir.
Yukarıdaki görüntü bilgisayar grafikleri ile ilgili çok sayıda yazı içeren http://collgran.wordpress.com/ adresindeki blog’dan alınmıştır.
Olası Ders İçeriği
· Bilgisayar Grafiklerine giriş ve temel kavramlar
· Basit bilgisayar grafiği algoritmaları ve şekil çizme yöntemleri
o Doğrudan Çizim Algoritması (Direct Draw Algorithm , DDA)
o Bresenham Doğru Çizim Algoritması (Bresenham’s Algorithm)
o Pisagor Yöntemi İle Çember (Pythagorean Theorem in Circle Drawing)
o Kutup Koordintaları ile Çember Çizimi (Circle Drawing with Polar Coordinates)
o Ortanokta Çember Çizimi (Circle Drawing with Midpoint Algorithm)
o Yumuşatma (Antialiasing)
· OpenGL (Lütfen aşağıdaki örnek kodlara bakınız)
· Çokgenler (polygons)
o Çokgen (Poligon, Polygon)
o Çokgenlerin Üçgensel Gösterimi
o Çokgenlerin Doldurulması
o Sınır Doldurma Algoritması
o Taşırarak Doldurma Algoritması
o Çokgenler ve OpenGL
· Kullanıcı İletişim (User Interaction)
o Kullanıcı girdisi ve etkileşim (Input and interaction)
o Menü ve alt menü oluşturulması ve fareye bağlanması
· Şekil Değiştirmeler (Transformations)
o 2 Boyutlu şekil değiştirmeler (Transformations)
o Şekil Taşıma (Translation)
o Döndürme (Rotation)
o Ölçekleme (Scaling)
· Geometrik nesneler (Geometric objects )
· İzdüşüm (projection) ve yansımalar
- Paralel İzdüşüm (Parallel)
- Dik İzdüşüm (Orthogonal)
- Eksensel İzdüşüm (Axonometric)
- İzometrik İzdüşüm (Isometric)
- İki eksenli (Dimetric)
- Üç Eksenli (Trimetric)
- Eksensel İzdüşüm (Axonometric)
- Şev İzdüşüm (Oblique)
- Süvari İzdüşümü (Cavalier)
- Kabin İzdüşümü (Cabinet)
- Dik İzdüşüm (Orthogonal)
- Perspektif İzdüşüm (Perspective)
· Kamera, Perspektif ve görüntü işlemleri
o Kamera açısı ve görüntü noktası
o Redbook üzerinde kamera ve görüntüleme işlemleri
o Örnek Şablon Kod
Quiz 1 soru ve çözümleri
· Gölgelendirme (Shading)
· 3B model inşası (Building 3D models)
· Hafızalama ve Desen giydirme (Buffers & Texture mapping)
· Birleştirme ve bütünleme (Compositing and blending)
· API uygulama örnekleri (API implementation examples)
· Hiyerarşik ve nesne yönelimli modelleme (Hierachical and object-oriented modeling)
Örnek OpenGL kodları
Sınıf Çalışmaları
Classwork 1 Çözümü (öğle) [line_sayisi isimli değişkeni değiştirerek deneyebilirsiniz]
Örnek kullanıcı iletişim programı
Örnek transformation matrix kullanan (Birden fazla kere push eden) kod. Daha detaylı bilgi için Çoklu şekil değiştirmeler başlıklı yazıyı okumanızı tavsiye ederim.
Ödevler
| Sabah Grubu Ödev Güncellemesi | Öğle Grubu Ödev Güncellemesi |
| 3. Ödev ve açıklaması Robot Kol Odevi Rubiks Cube Odevi ( basitçe bir rubiks küpünü ekranda gösterin ve istediğiniz kullanıcı kontrolleri ile rubiks küp üstünde yapılan işlemleri kullanıcının yapmasına izin verin. (Kullanıcı rubiks küp üstüne yapılamayan işlemleri sizin kodunuzda da yapamayacak) |
3. Ödev ve açıklaması Robot Kol Odevi Rubiks Cube Odevi ( basitçe bir rubiks küpünü ekranda gösterin ve istediğiniz kullanıcı kontrolleri ile rubiks küp üstünde yapılan işlemleri kullanıcının yapmasına izin verin. (Kullanıcı rubiks küp üstüne yapılamayan işlemleri sizin kodunuzda da yapamayacak) |
| Tarih 02 Aralık 2008 olarak değiştirilmiş, teslimler vizeden sonraki haftaya ertelenmiştir. | |
Dersin Projesi
Kaynaklar
Derste aşağıdaki kitap esas alınacaktır:
Edward Angel, Interactive Computer Graphics : A Top-Down Approach With
OpenGL (4th Edition), Addison-Wesley 2006.
Ayrıca,
• OpenGL Programming Guide, The Official Guide to Learning OpenGL, Woo,
Neider, Davis, and Shreiner
• 3D computer graphics, Alan Watt, Addison-Wesley, 2000.
• Computer Graphics with Java, G.W. Rowe, 2001.
Kitapları da ders içeriğine uygun kaynak kitaplardır.
Bunun dışında OpenGL için The OpenGL Programming Guide - The Redbook Kitabını öğrencilerin okuması önemle tavsiye edilmektedir
Uygulama Gereksinimleri
Dersin tatbiki kısmı için OpenGL üzerinde kod geliştirilecektir. Kod geliştirme ortamı olarak DEV C++ kullanılacaktır. Ayrıca bazı örnekler için Visual Studio ve JAVA üzerinde de kod geliştirme ile ilgili bilgi verilecektir.
Bu ortamın kurlumu ve kullanımı konusunda derslerde bilgi verilecektir ancak öğrenciler farklı ortam ve dilleri ve geliştirme ortamlarını kullanabilirler. Bu farklı ortam ve dillerin ve ortamların ödev veya proje gibi not karşılığı olan teslimler sırasında kullanılması için ise önceden izin alınması gerekmektedir.
Ders saati ve yeri
Salı günleri saat 10-13.00 arası ve yine Salı günleri 14-17.00 arası 224 numaralı derslik.
Dersin değerlendirmesi:
· Ödevler %10
· Quizler&Classwork %10
· Arasınav %20
· Dönem Projesi %20
· Final %40
Uyulması gereken önemli kurallar:
1. Öğrencilerin dersin web sitesini takip etme zorunluluğu vardır. Ders ile ilgili duyurular, ders notları ve gerekli olan materyaller bu site üzerinden sağlanacaktır.
2. Öğrencilerin ödev, proje ve sunum teslimi ve bu teslimler sırasında gereken saatlerin belirlenmesi gibi dersin işletilmesine ilişkin işlemler, dersin öğrenci iletişim sitesi üzerinden yapılacaktır. Her öğrenci derse geldiği ilk günden itibaren bu site üzerinden bir kullanıcı oluşturmak ve ders boyunca yapacağı teslimleri bu site üzerinden yapmak zorundadır.
3. Teslim edilen çalışmalar veya öğrencinin başarı notu ile sonuçlanacak herhangi bir çalışmada dersi alan diğer öğrenciler veya internet üzerindeki herhangi bir kaynak veya basılı herhangi bir kaynak ile akademik kurallar çerçevesinde uygun atıf verilmediği taktirde teslim edilen bu çalışma kopya kapsamında değerlendirmeye alınacak ve ilgili disiplin maddesi işletilecektir.