L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

Il corso si propone di 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. Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di -avere conoscenze e capacità di comprensione del funzionamento della pipeline grafica dei calcolatori moderni, -conoscere gli algoritmi alla base della modellazione 3D e del rendering; -avere capacità di applicare le conoscenze acquisite e capacità di comprensione per progettare e realizzare semplici applicazioni grafiche interattive applicate a diversi contesti; -saper presentare in modo efficace le caratteristiche di un’applicazione sviluppata; -saper sviluppare le competenze necessarie per proseguire gli studi in modo autonomo sfruttando le conoscenze di base nel visual computing.

Programma

1. Introduzione: grafica al calcolatore e applicazioni
-Immagini, grafica raster e vettoriale, display
-Cenni di colorimetria

2. Fondamenti di grafica: Modellazione geometrica
-Lo spazio euclideo
-Rappresentazioni di oggetti
-Mesh, curve e superfici (cenni)
- Geometria costruttiva solida (cenni)
- Partizionamento spaziale (cenni)

3. Rendering ed illuminazione
- Introduzione al rendering: ray casting
- Modello fisico: cenni di radiometria, BRDF, equazione del rendering, materiali e modelli di illuminazione (Phong, physically based),

4. Pipeline di rasterizzazione
- Rasterizzazione vs ray tracing
-Pipeline grafica: trasformazioni geometriche, clipping, rimozione delle superfici nascoste, rasterizzazione attributi shading, trasparenza, z-buffering, texture mapping, compositing
-Effetti fotorealistici, light map environment mapping, ombre

5- Animazione
- Keyframe animation, linear blending, skinning

6. Visualizzazione scientifica e dell'informazione
- Definizioni, colormap, overlays, visualizzazione 3D. Isosuperfici, Direct volume rendering

7. Laboratorio (24h) Modellazione in Blender. Collezioni e gerarchie, scripting, animazione, materiali, texture e u-v mappung. Visualizzazione scientifica in ParaView

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica del profitto avviene mediante prova scritta costituita da 4 domande aperte sulle parti del programma e valutazione delle attività di laboratorio fatta mediante consegna e correzione di homework o con un progettino sostitutivo.