ΣΧΟΛΗ

Πανεπιστήμιο Πατρών

ΤΜΗΜΑ

Ηλεκτρολόγων και Τεχνολογίας Υπολογιστών

ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

Προπτυχιακό και Μεταπτυχιακό

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ECE_AK709

ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ

7

ΤΙΤΛΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Γραφικά και Εικονική Πραγματικότητα

ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ
ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ

Διαλέξεις

3

3

Εργαστηριακές Ασκήσεις

3

3

Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4.

6

6

ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

Επιστημονικής Περιοχής

ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ:

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα, παρότι είναι επιθυμητή η γνώση του μαθήματος Υπολογιστική Γεωμετρία και Εφαρμογές 3Δ Μοντελοποίησης. Οι φοιτητές πρέπει επίσης να έχουν γνώση που αποκτήθηκε σε μαθήματα κορμού του Τμήματος και κυρίως στην Φυσική, την Αριθμητική Ανάλυση και τη Γραμμική Άλγεβρα.

ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ και ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ:

Ελληνική

ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS

Ναι

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)

https://eclass.upatras.gr/courses/EE844/

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α

·    Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·    Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης

και Παράρτημα Β

·    Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

·                  Γνώσεις για τη λειτουργία των συστημάτων γραφικών, απεικόνισης πληροφορίας και εικονικής πραγματικότητας

·                  Γνώσεις σχεδιασμού βασικών γεωμετρικών σχημάτων και 3Δ μοντέλων

·                  Μαθηματικό υπόβαθρο αναπαράστασης, 3Δ μετασχηματισμών, προβολών 2Δ και 3Δ αντικειμένων

·                  Μαθηματικά μοντέλα φωτισμού, ολικού φωτισμού και φωτοσκίασης καθώς και υλοποιήσεις τους σε προγραμματιστικό περιβάλλον

·                  Διαχείριση χρώματος, υφής και σκιών

·                  Γνώσεις, μαθηματικό υπόβαθρο και πρακτικές υλοποιήσεις τεχνικών συνθετικής κίνησης άκαμπτων και σκελετικών αντικειμένων

·                  Γνώσεις συστημάτων εικονικής πραγματικότητας, προβολή, αλληλεπίδραση, ανάδραση

Γενικές Ικανότητες

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

·                  Προετοιμασία μηχανικών στους τομείς της Γραφικών και της Εικονικής Πραγματικότητας, των γραφικών πραγματικού χρόνου και της 3Δ αναπαράστασης αντικειμένων

·                  Εξοικείωση με μαθηματικά μοντέλα και πρακτική εφαρμογή τους σε προγραμματιστικό περιβάλλον

·                  Χρήση αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού για την επίδειξη (εργαστήριο), ανάπτυξη (εργασίες) των πρακτικών εφαρμογών του μαθήματος

·                  Χρήση και εξοικείωση των φοιτητών με σύγχρονες βιβλιοθήκες γραφικών (OpenGL, μηχανές παιχνιδιών)

·                  Σχεδιασμού και υλοποίησης συστημάτων γραφικών και εικονικής πραγματικότητας

·                  Γνώση χρήσης υπολογιστών και ειδικού λογισμικού για την ανάπτυξη εφαρμογών 3Δ γραφικών πραγματικού χρόνου

·                  Βασικές έννοιες: Εισαγωγή στα γραφικά και στην εικονική πραγματικότητα, διαδικασία απεικόνισης πληροφορίας, συσκευές εισόδου και εξόδου γραφικών. Αλγόριθμοι παράστασης, κωνικών τομών και πολυγώνων, αντιταύτιση (antialiasing). Συσχετισμένοι (affine) μετασχηματισμοί, μετασχηματισμοί δύο και τριών διαστάσεων, ομογενείς συντεταγμένες, σύνθεση μετασχηματισμών, μετασχηματισμοί απεικόνισης (viewport).

·                  Κοινές διεργασίες: Αλγόριθμοι αποκοπής ευθυγράμμων τμημάτων και πολυγώνων σε δύο και τρεις διαστάσεις. Προβολές. Στερεοσκοπική όραση. Αλγόριθμος απόκρυψης z-buffer. Σκιές, υφή. Βασικές αρχές φωτισμού. Συστήματα χρωμάτων.

·                  Προχωρημένα κεφάλαια: Παρακολούθηση ακτινών, αλγόριθμοι ολικού φωτισμού, συνθετική κίνηση, κίνηση εικονικών χαρακτήρων, προσομοιώσεις εικονικής πραγματικότητας, προσομοίωση βάσει φυσικών νόμων. Εικονική επαυξημένη και μικτή πραγματικότητα.

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

Πρόσωπο με πρόσωπο

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

·                  Παραδόσεις με χρήση διαφανειών PowerPoint. Οπτική προβολή παραδειγμάτων βασικών εννοιών (βίντεο).

·                  Φροντιστήρια με υποδειγματική επίλυση προβλημάτων και ασκήσεων

·                  Επιδείξεις και παραδείγματα υλοποιήσεων σε εργαστηριακό χώρο

·                  Εργαστηριακές ασκήσεις (6-8, ατομικές ασκήσεις). Αντικείμενα ασκήσεων: σχεδιασμός, αναπαράσταση, μετασχηματισμοί, φωτισμός, υφή, συνθετική κίνηση

·                  Πρόσβαση σε ηλεκτρονική έκδοση των παραδόσεων (e-class)

·                  6.            Δυνατότητα υλοποίησης πρωτότυπης εργασίας στις περιοχές που πραγματεύεται το μάθημα

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές.

·                  Υποχρεωτική παράδοση (με ηλεκτρονικό τρόπο) και εξέταση της ατομικής αναφοράς και εργασίας κάθε εργαστηριακής άσκησης.  (Βαθμολογία εργαστηριακού μέρους μαθήματος)

·                  Γραπτή εξέταση σε προβλήματα και θεωρητικές ερωτήσεις.

·                  Δυνατότητα ανάθεσης και ανάπτυξης σύνθετης εργασίας σχεδιασμού και υλοποίησης, η οποία υποκαθιστά τη γραπτή εξέταση. Παραδοτέα της εργασίας είναι η αναφορά και η υλοποίησή της (κώδικας) και η εξέτασή της γίνεται ατομικά, ενώ προβλέπεται και ανοιχτή προς το κοινό παρουσίαση όλων των εργασιών

·                 Ελάχιστος προβιβάσιμος βαθμός: 5.

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία :

·        Θεοχάρης Θ., Πλατής Ν., Παπαϊωάννου Γ., Πατρικαλάκης Ν.: «Γραφικά και Οπτικοποίηση», Εκδόσεις Συμμετρία, 2010

·        Bakers H. «Γραφικά Υπολογιστών με Open GL», Εκδόσεις Τζιόλα, 2010.

·        Gortler S.J. «Foundations of 3D Computer Graphics», MIT Press, 2012.

·        Burdea G.C, Coiffet P. «Virtual Reality Technology», Willey-Blackwell, 2003.

·        SIGGRAPH tutorials

-Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

·        IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics

·        ACM Transactions on Graphics