Γραφικά με Υπολογιστές

Το μάθημα έχει ως στόχο να προσφέρει στους φοιτητές βασικές γνώσεις και δεξιότητες που σχετίζονται με την ανάπτυξη και την κατανόηση γραφικών απεικονίσεων σε υπολογιστές και το πλήθος των εφαρμογών τους.

Τα κύρια μαθησιακά αποτελέσματα είναι:

1. Κατανόηση Θεμελιωδών Εννοιών Γραφικών Υπολογιστών. Οι φοιτητές θα αποκτήσουν κατανόηση των βασικών αρχών των γραφικών υπολογιστών, όπως:

• Αναπαράσταση 2D και 3D αντικειμένων.
• Συστήματα συντεταγμένων και μετασχηματισμοί (κλιμάκωση, περιστροφή, μετατόπιση).
• Θεωρία χρωμάτων και μοντέλα φωτισμού.

2. Γνώση Σχετικών Αλγορίθμων. Οι φοιτητές θα μάθουν τους βασικούς αλγόριθμους που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία και χειρισμό γραφικών, όπως:

• Αλγόριθμοι rasterization για τη σχεδίαση γραμμών, καμπυλών και πολυγώνων.
• Αλγόριθμοι γεμίσματος (filling algorithms) για την απόδοση περιοχών.
• Αλγόριθμοι απόκρυψης επιφανειών (hidden surface removal).

3. Χρήση Βασικών Εργαλείων και Τεχνολογιών Γραφικών. Οι φοιτητές θα αποκτήσουν πρακτικές δεξιότητες στη χρήση βιβλιοθηκών και εργαλείων για την ανάπτυξη γραφικών εφαρμογών, όπως OpenGL, WebGL ή άλλες παρόμοιες βιβλιοθήκες για τον προγραμματισμό γραφικών.

4. Κατανόηση και Εφαρμογή 3D Μοντέλων και Μετασχηματισμών. Οι φοιτητές θα μάθουν πώς να δημιουργούν, να χειρίζονται και να προβάλλουν τρισδιάστατα αντικείμενα, κατανοώντας τις έννοιες:

• Πίνακες μετασχηματισμών.
• Προβολές (ορθογραφική και προοπτική).
• Προβολή καμερών και πηγών φωτός σε τρισδιάστατο χώρο.

5. Κατανόηση Θεμελιωδών Τεχνικών Απόδοσης. Οι φοιτητές θα μάθουν βασικές τεχνικές απόδοσης εικόνων, όπως:

• Τεχνικές φωτισμού (π.χ. Phong shading, flat shading).
• Σκίαση (shading) και χρωματισμός (coloring).
• Εφαρμογή υφών (texture mapping).

6. Ανάπτυξη Βασικών Εφαρμογών Γραφικών Υπολογιστών. Στο τέλος του μαθήματος, οι φοιτητές θα πρέπει να είναι σε θέση να αναπτύξουν απλές εφαρμογές γραφικών, που να περιλαμβάνουν βασική 2D και 3D απεικόνιση, να προσομοιώνουν απλά σενάρια και να επιδεικνύουν τη χρήση των τεχνικών που έμαθαν.

7. Κατανόηση της Σχέσης των Γραφικών με άλλους Τομείς. Οι φοιτητές θα αποκτήσουν επίγνωση για το πώς οι τεχνικές γραφικών μπορούν να εφαρμοστούν σε άλλους τομείς, όπως:

• Τη δημιουργία βιντεοπαιχνιδιών.
• Την εικονική πραγματικότητα (VR) και την επαυξημένη πραγματικότητα (AR).
• Τον κινηματογράφο και τα ειδικά εφέ.