2025年度 (最新) 学院等開講科目情報理工学院数理・計算科学系知能情報コース

コンピューターグラフィクス

開講元: 知能情報コース
担当教員: 齋藤豪
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: ART.T463
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年3月31日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

コンピュータグラフィクスは種々の入力データに基づき画像を生成する様々な応用分野で役立つ技術である。この技術を効果的に利用するため必要なデジタル信号処理、光学、色覚、幾何学の種々の知識を理解し、実際に像を生成する手法を学ぶ。　
コンピュータグラフィクスは様々な理論の上に積み上げられた技術である。それら基礎理論の中から特に重要なトピックについて講義では学ぶので、数式に基づいた理解をしてほしい。また、理論のみでなく実践力を身につけてもらいたいので、プログラミングの課題を課す。回答するための雛形プログラムは提供するが、プログラミングの知識は事前に身につけておいてほしい。

到達目標

デジタル画像を処理する上で必要となる理論、コンピュータグラフィクスにより三次元データをカラー表示させるために必要な理論について数式に基づき理解すること、さらに三次元コンピュータグラフィクスをリアルタイム表示する基礎的なプログラムを作成できる技術を身につけることを目標とする。

1)画像フィルタの特性を周波数空間を用いて説明できる
2)色空間間の変換を行える
3)CGの基本計算を説明できる
4)OpenGLを使った基本的なCGのプログラムを作成できる

キーワード

フーリエ変換、サンプリング定理、画像フィルタ、色覚、色空間、反射、アフィン変換、投影変換、グラフィクパイプライン、リアルタイムレンダリング

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義室での講義

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	イントロダクション
第2回	フーリエ級数展開とフーリエ変換	関数の内積、フーリエ級数展開とフーリエ変換の関係
第3回	周波数空間と画像空間	周波数空間での演算と画像空間での演算の対応関係
第4回	サンプリング定理とエイリアシング	サンプリング定理
第5回	画像フィルタ	画像フィルタの特性
第6回	CGの基本データ形式	幾何図形の記述
第7回	アフィン変換と投影変換	同次座標系による演算
第8回	リアルタイムCGプログラミング　単純図形の表示	OpenGL, 基本的な幾何立体の表示、アフィン変換投影変換、反射計算を実装
第9回	色覚の基礎	スペクトルから色へ
第10回	CIE色空間	CIEXYZから等色差空間まで
第11回	表示装置の色空間	表示装置の色空間定義法、　　基本色、ガンマ
第12回	反射	二色性反射モデル、BRDF
第13回	グラフィクスパイプライン	現代的なグラフィクスハードウェアの処理手順
第14回	リアルタイムCGプログラミング　シーンの表示	OpenGL、シェーダ言語

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

なし．

参考書、講義資料等

講義資料を配布します。
データ、サンプルコードはウェブサイトにアップロードします。

成績評価の方法及び基準

複数回のレポート課題の解答により評価します。

履修の条件・注意事項

プログラミングの知識は課題提出のために必要