Virtualna okruženja

Opis predmeta

Virtualna okruženja su predmeti i prostori koje stvaramo kao modele na računalu, a oživljavamo ih 3D računalnom grafikom. Primjene sežu u najrazličitija područja kao što su igre, TV, dizajn, projektiranje, virtualni prototipovi, obuka, simulacije, vizualizacija podataka, komunikacije, marketing itd. U okviru predmeta detaljnije se predstavljaju se napredne tehnike virtualnih okruženja: umrežena virtualna okruženja, virtualna okruženja na pokretnim uređajima, proširena i virtualna stvarnost, specijalni efekti, tehnike ubrzavanja, simulacija ljudi. Razmatraju se i primjene ovih tehnologija s namjerom da se studente potakne na razmišljanje o mogućnostima koje one otvaraju. Predmet se naslanja na znanja stečena u predmetu Osnove virtualnih okruženja, ali predviđa se da motivirani studenti koji nisu slušali ovaj predmet mogu to nadoknaditi intenzivnijim korištenjem ponuđene literature.

Opće kompetencije

Kroz teoretski i praktični dio nastave studenti će steći znanja i vještine koje će im omogućiti idejno projektiranje, oblikovanje i implementaciju modela i aplikacija naprednih virtualnih okruženja na raznim platformama, sudjelovanje u složenim projektima koji uključuju primjenu naprednih tehnologija virtualnih okruženja kao i vođenje manjih projekata.

Ishodi učenja

  1. definirati pojam virtualnog okruženja
  2. koristiti funkcije grafičkog procesora
  3. razviti rješenja primjene naprednih virtualnih okruženja
  4. razviti aplikacije 3D grafike na raznim platformama
  5. primijeniti stečena znanja u složenim projektima koji uključuju virtualna okruženja
  6. planirati i voditi manje projekte

Oblici nastave

Laboratorijske vježbe

Pet laboratorijskih vježbi: L1 - Specijalni efekti L2 - Ubrzavanje iscrtavanja L3 - Umrežena virtualna okruženja L4 - Proširena stvarnost L5 - Virtualni ljudi

Pokusi na predavanjima

Interaktivni 3D softver se koristi za demonstracije ključnih koncepata tijekom pojedinih predavanja.

Ostalo

Fakultativni studentski projekt. Projekt se radi u grupama u pravilu od 2 do 6 studenata. Očekuje se da studenti samostalno osmisle i implementiraju aplikaciju iz područja virtualnih okruženja (npr. igru, kratki film, aplikaciju proširene stvarnosti...); tema aplikacije je slobodna. Projekt završava prezentacijom i demonstracijom rezultata pred ostalim studentima.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 20 % 0 % 20 %
Sudjelovanje u nastavi 0 % 4 % 0 % 4 %
Seminar/Projekt 0 % 20 % 0 % 20 %
Međuispit: Pismeni 0 % 33 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 33 %
Ispit: Pismeni 0 % 66 %
Napomena / komentar

Zbroj mogućih bodova iznosi 110% kako bi se motiviralo studente na izradu projekta, a da pritom ne budu penalizirani oni koji neće raditi projekt.

Tjedni plan nastave

  1. Virtualno okruženje: uvod, definicije, virtualna scena, komponente virtualne scene, modeliranje virtualne scene.
  2. Iscrtavanje, poopćeni grafički protočni sustav, programabilni protočni sustavi, uvod u specijalne efekte.
  3. Specijalni efekti iscrtavanja: poopćeno teksturiranje, filtriranje teksture, preslikavanje prozirnosti, svjetlosti, sjaja, zrcaljenja, neravnina, ostale metode teksturiranja.
  4. Specijalni efekti iscrtavanja: efekti omekšavanja, zrcaljenje, sjene, tehnike panoa, ostali efekti.
  5. Ubrzavanje iscrtavanja: smanjivanje broja poligona, selektivno odbacivanje, tehnike razine detalja, varalice.
  6. Ubrzavanje iscrtavanja: optimalne poligonske strukture, organizacija scene i promjene stanja, optimizacija protočnog sustava po fazama.
  7. Umrežena virtualna okruženja: primjene, tehnički izazovi, prilagodljivost veličini, načini mrežnog povezivanja sustava.
  8. Umrežena virtualna okruženja: strukturiranje virtualnog prostora, vrste prometa i mrežni protokoli za UVO, primjeri sustava UVO.
  9. Virtualna okruženja na pokretnim uređajima, primjene, tehnička ograničenja, specifične tehnike na pokretnim uređajima.
  10. Virtualna stvarnost: definicija, principi, razvoj područja, vrste uređaja za virtualnu stvarnost, ulazni uređaji.
  11. Virtualna stvarnost: 3D vid u prirodi, simulirani 3D vid, vizualni, zvučni, haptički i ostali izlazni uređaji, dizajn i programiranje sustava virtualne stvarnosti.
  12. Proširena stvarnost: definicija, karakteristike, primjene, optičko i video miješanje slike, projekcioni sustavi, usporedba raznih načina miješanja slike.
  13. Proširena stvarnost: poravnavanje, slijeđenje, pogreška poravnavanja, prikupljnanje podataka za proširenu stvarnost, pokretljivost sustava proširene stvarnosti.
  14. Virtualni ljudi: simulacija ljudi na računalu, primjene, grafički model, modeliranje ljudskog lica i tijela, upravljanje animacijom tijela.
  15. Virtualni ljudi: animacija lica, odjeće, kose, sinteza govora i koartikulacija, modeli ponašanja, međunarodne norme za prikaz i animaciju ljudi.

Studijski programi

Obradba informacija -> Informacijska i komunikacijska tehnologija (Profil)

Telekomunikacije i informatika -> Informacijska i komunikacijska tehnologija (Profil)

Telekomunikacije i informatika -> Informacijska i komunikacijska tehnologija (Profil)

Programsko inženjerstvo i informacijski sustavi -> Računarstvo (Profil)

Računalno inženjerstvo -> Računarstvo (Profil)

Računarska znanost -> Računarstvo (Profil)

Literatura

Igor S. Pandžić, Tomislav Pejša, Krešimir Matković, Hrvoje Benko, Aleksandra Čereković, Maja Matijašević (2011.), Virtualna okruženja: Interaktivna 3D grafika i njene primjene, Element Zagreb, Manualia Universitatis Studiorum Zagrabiensis
Tolga Capin, Igor S. Pandzic, Nadia Magnenat-Thalmann, Daniel Thalmann (1999.), Avatars in Networked Virtual Environments, John Wiley & Sons
Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman (2008.), Real-Time Rendering, third edition, A.K.Peters Ltd
Igor S. Pandzic, Robert Forchheimer (editors) (2002.), MPEG-4 Facial Animation - The standard, implementations and applications, John Wiley & Sons

Bodovi i izvedba

4 ECTS
R2 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
65 dobar
55 dovoljan