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担当別５０音一覧

科目	コンピュータグラフィックス	区分	機械情報システム学科科目群
授業コード	5300390	開設セメスター	4S
曜日・時限	秋　月/34	単位数	2単位
担当者名	塩澤　秀和

授業の概要

プログラミングを通してコンピュータグラフィックス（CG）の技術的基礎について学ぶ。学習トピックは，人間の視覚と色の表現，ベクトルと行列による座標計算，2次元グラフィックスとピクセル操作，アニメーション処理，3次元CGの幾何変換と投影変換，シェーディング（光のモデルによる陰影付け），ソフトウェアによるモデリング，レンダリングなどであり，それぞれ基本的な理論を学んでからプログラムを作成して画面上で効果を確認していく。最後に，CGの応用分野について概観する。

到達目標	コンピュータグラフィックス（CG）の基礎的な理論やアルゴリズムについて概要を理解する。また，それらの技術を利用して，3DCG向けの開発環境で実際にプログラムが作成できる。発展的な理論や応用例については概略を述べ，代表的な事例を挙げられる。

授業計画	テーマ	内容	学習課題
第1回目	コンピュータグラフィックス概論	コンピュータグラフィックスの概論，Processingのインストール	ほぼ毎回，演習時間を設け課題を出すので，次回までにやって提出すること
第2回目	基本的な文法と図形描画	Processingの基本文法，2次元基本図形の描画，曲線の数式表現	〃
第3回目	配列とアニメーション	配列，システム変数，組み込み関数，アニメーションの原理	〃
第4回目	2次元幾何変換と同次座標系	行列による座標変換、2次元幾何変換（図形の移動や回転），2次元同次座標系，合成変換行列	〃
第5回目	色彩とピクセル処理	色彩とピクセル（画素），RGB色空間，HSV色空間，画像の表示，ピクセル処理	〃
第6回目	頂点列による描画と入出力	頂点列による図形描画，対話入出力処理，ファイル入出力	〃
第7回目	3次元描画の基礎	簡単な3次元描画，3DCGにおける処理の概要，3DCGの座標系，ビューイングパイプラインの概要	〃
第8回目	モデルビュー変換	3DCGの座標変換，モデリング変換とビューイング変換，3次元同次座標系，3次元幾何変換，合成変換行列	〃
第9回目	投影変換とポリゴン描画	3次元投影変換，平行投影，透視投影，透視投影行列，ビューポート変換，ポリゴンによる図形描画	〃
第10回目	隠面消去と照明	隠面消去アルゴリズム，Zバッファ法，照明と材質，光と反射のモデル，物体表面のモデル	〃
第11回目	シェーディングとマッピング	シェーディングモデル，テクスチャマッピング，バンプマッピング	〃
第12回目	レンダリング	レイトレーシング法，大域照明モデル，3DCGの概観	〃
第13回目	総合演習	コンピュータグラフィックス理論に関する問題演習	〃
第14回目	モデリング	3Dモデリング，モデルデータの利用，3DCGソフトウェアの利用（実習）	〃
第15回目	コンピュータグラフィックスの応用	コンピュータグラフィックスの応用（事例紹介）	〃

教科書	【1】CGーARTS協会編：「コンピュータグラフィックス 第2版」（CGーARTS協会），【2】配布資料（昨年度までの授業資料は次のURLを参照 http://vilab.org/lecture/?CG ）
参考文献	【3】CGーARTS協会編：「ビジュアル情報処理 ―CG・画像処理入門―」（CGーARTS協会）
成績評価方法	期末レポート（3DCGの作品プログラミング）を出題する。成績は，期末レポートと総合演習を主として，各回の演習課題と授業参加状況を加味して総合的に評価する。
そのほか受講者への指示／メッセージ	「代数学入門」および「プログラミングⅡ」程度の内容を確実に理解していない者は，授業についていけなくなる可能性があるので履修を推奨しない。コンピュータグラフィックスの理論では，線形代数（ベクトル，行列）や三角関数を多用する。また，毎回の演習ではC/Java言語に似たプログラミング言語Processingを使用する。数学やプログラミングに自信のある者でも十分に復習をしておくこと。★ ★ 注 意 ★ ★ 本科目は，ソフトウェアサイエンス学科および知能情報システム学科の同名の科目と同時開講であり，両学科の受講者が優先されます。よって，希望者多数の場合，機械情報システム学科の履修者数を制限する可能性があります。