Современная компьютерная графика – это симбиоз целого набора компьютерных и естественных наук, открывающий путь к познанию реального мира через его моделирование, и являющийся, одновременно с этим, в высокой степени практической дисциплиной, имеющей применения различных научных и индустриальных областях: архитектура, светотехника, реклама, кино и мультипликация, индустрия развлечений и компьютерные игры. 

Целью данного курса является получение теоретических и практических знаний о современных методах хранения, обработки и синтеза графических изображений, построения реалистичных изображений трёхмерных сцен, получение навыков программной реализации методов компьютерной графики, а также методов интегрирования в многомерных пространствах в приложении к задачам компьютерной графики.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Основные понятия компьютерной графики.
Области компьютерной графики Цифровое изображение Цвет и физика света Трихометрическая теория Закон аддитивности Грассмана Модель CIE RGB Яркость и цветность Модель HSV Модель CMYK Мозаика и демозаикинг Обработка изображений Источники ошибок изображений, дефекты Проблема плохой яркости и ее исправление Линейная коррекция Нелинейная коррекция Гамма-коррекция Другие способы нелинейной коррекции Баланс белого Коррекция по шаблону Модель серого мира и другие модели цветоугадывания Шумоподавление Временная фильтрация Пространственная фильтрация (свертка) Проблемы box-фильтра Фильтр (ядро) Гаусса Медианный фильтр Повышение резкости Выделение краев Градиент изображения Влияние шума и его нивелирование Примеры разностных фильтров Алгоритм Кэнни Резюме вводной лекции

Лекция 2. High Dynamics Range Images. Изображения широкого динамического диапазона.
Основные понятия предыдущей лекции Изображение широкого динамического диапазона DPI и Hz Тракт получения и визуализации изображений Визуализация (рендеринг) Технология HDRI Форматы хранения HDR изображения Технология визуализации HDR Рендеринг Получение HDR из набора фотографий с разными выдержками Получение HDR- изображения в видео Алгоритмы тональной компрессии Общий подход градиентных и частотных методов Тональная компрессия видео Exposure Fusion Восстановление HDR (обратная задача) Итоги

Лекция 3. Графический процесс.
Цвет и свет Типовой графический процесс Реализм и фотореализм Модель освещения Источники света Моделирование переноса световой энергии Двулучевая функция отражения Свойства ДФО Расчет излучения точки поверхности: дискретный случай Упрощение расчета модели Модель Ламберта Идеальное зеркальное отражение Модель Фонга Особенности модели Фонга Микрофасетная модель Аппроксимация Шлика

Лекция 4. Трассировка лучей.
Трассировка лучей Формулы Френеля Генерация лучей Трассировка VS Растеризация Пересечение лучей и примитивов Проблема точности Особенности поверхностей Поиск пересечений Построение kd-tree kd-tree traversal BVH Bounding Volume Hierarchy Интеграл освещенности Метод Монте-Карло Стратегии сэмплирования Многократная выборка по значимости (MIS)