Table of Contents

B4M39MMA – Multimédia a počítačová animace

Katedra počítačové grafiky a interakce

Multimédia a počítačová animace (B4M39MMA)

Tato stránka je oficiálním zdrojem informací pro studenty předmětu B4M39MMA oboru Počítačová grafika magisterského programu Otevřená informatika na Fakultě elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze. Předmět je zajišťován Katedrou počítačové grafiky a interakce (K13139). Praktickou část předmětu zajišťuje Institut intermédií (IIM) při FEL ČVUT v Praze.

Přednáška: čtvrtek 12.45 T2:C3-51
Cvičení: čtvrtek 14.30 T2:H1-24c, dveře H1-25 (IIM - halové laboratoře FEL)
Přednášející: Ing. Roman Berka, Ph.D. - berka [at] fel.cvut.cz
Cvičící: Ing. Ondřej Slabý - slabyon3 [at] fel.cvut.cz
Rozsah: 2p 2l
Rozvrh: B4M39MMA

Odkazy

Anotace

Předmět je zaměřen na výklad metod používaných v oblasti počítačové animace. Studenti získají přehled o algoritmech a metodách reprezentace typických problémů v oblasti počítačové animace (inverzní kinematika, animace lidské postavy, dynamika aj.) Část předmětu je též zaměřena na principy kreativních postupů při vytváření zvuku a videa jako součásti audio-vizuálních projektů. V předmětu zazní i několik přednášek popisujících vybrané problémy z oblasti technologií pro filmovou produkci (MOCAP, Stereoskopický obraz, aj.).

Cíl předmětu

Cílem předmětu je poskytnout informace o metodách řešení typických problémů v projektech z oblasti počítačové animace, virtuální reality a filmové produkce. Snahou je ukázat teoretický základ metod používaných v těchto oblastech a umožnit studentům, aby si tyto probrané techniky mohli sami vyzkoušet v rámci semestrálních projektů.

Náplň předmětu

V průběhu semestru studenti navštěvují přednášky a cvičení. Kromě toho pracují na zadaných tématech a vypracovávají semestrální úlohy v podobě implementace řešeného problému doprovázené dokumentací v určeném formátu a podpořené osobní prezentací před ostatními studenty.

V době cvičení jsou se studenty organizovány konzultace k semestrálním úlohám a v části cvičení probíhá kurz v prostředí Unreal Engine zaměřený na tvorbu scén a zejména kódování řídících algoritmů v tomto prostředí. V rámci cvičení proběhne i výsledná prezentace úloh, která může mít formu jedné ucelené kompozice, kde výstupy z jednotlivých úloh spolupracují a doplňují se. Tento způsob práce podporuje vzájemnou komunikaci a smysl pro týmovou spolupráci, současně umožňuje studentům sledovat práci ostatních na jejich úlohách a prakticky si vyzkoušet i další postupy než jen ty, které potřebují pro řešení své úlohy.

Cvičení budou probíhat v laboratoři Institutu intermédií.

Požadavky na vstupní znalosti

Základy fyziky z oblasti kinematiky, dynamiky hmotného bodu a tuhého tělesa. Schopnost programovat v jazyce C++.

Harmonogram přednášek

Pořadí Téma Odkaz
1 svátek - volný den -
2 Počítačová animace a její popis 01-intro-tools.pdf
3 Dynamika, částicové systémy 02-dynamics.pdf
4 Fluidní dynamika v počítačové animaci 03-fluid-dynamics.pdf
5 Modelování šatů 04-cloth-animation.pdf
6 Modelování a animace lidské tváře 05-facial-animation.pdf
7 Inverzní kinematika 06-inverse-kinematics.pdf
8 Systémy pro zachytávání pohybu MOCAP 07-motion-capture.pdf
9 Animace davu 08-animation-of-crowd.pdf
10 LOD v počítačové animaci 09-lod.pdf
11 Řízení animace, umělý život 10_artificial_life.pdf
12 Produkční řetězec a techniky kompozice videa 12-production_flow.pdf
13 Vybrané problémy filmového post-produkčního procesu. host
14 Stereoskopické zobrazování 11-stereoscopic_projection.pdf

Harmonogram cvičení

Cvičení budou vedena jako konzultace k realizaci semestrálních projektů a jako kurz programování v prostředí Unreal Engine.

1 Svátek
2 Úvod do předmětu, zadání semestrálních úloh.
3 UI UE, základní úvod do prostředí Unreal Engine 5.
4 API UE, úvod do API Unreal Engine 5. Ukázkový plugin Projekt ze cvičení
5 Dynamika, simulace pohybu tuhého tělesa. Dynamika (šablona projektu) Dynamika (dokončeno)
6 Fluidní dynamika, návrh dynamické simulace tekutiny. Tekutiny (šablone projektu) Tekutiny (dokončeno) Prezentace
7 Šaty, model pro simulaci látky. Látka (šablona projektu) Látka (dokončeno) Prezentace
8 Tvář, animace a řízení modelu tváře. Tvář (šablona projektu) Tvář (dokončeno) Prezentace
9 Check point
10 IK, inverzní kinematika modelu. IK (šablona projektu) IK (dokončeno) Prezentace
11 Dav,  simulace davu - návrh simulátoru. Dav (šablona projektu) Dav (dokončeno) Prezentace
12 MOCAP, sběr a nahrávání pohybových dat. Mocap data Prezentace
13 MOCAP, používání pohybových dat.
14 Prezentace semestrálních úloh.

Software na cvičení

Pro plnění úloh na jednotlivých cvičeních se bude používat následující software.

Kritéria hodnocení

Podmínkou k získání zápočtu je odevzdání semestrální práce a její prezentace na konci semestru. Zkouška je povinná.

Celkem může student získat během semestru 100 bodů a z toho:

Klasifikace je pak dána tabulkou:

90-100 A výborně
80-89 B velmi dobře
70-79 C dobře
60-69 D uspokojivě
50-59 E dostatečně
0-49 nebo nesplnění podmínek k zápočtu F nedostatečně

Okruhy otázek ke zkoušce PDF.

Jak má formálně semestrální práce vypadat, najdete zde: Formální požadavky

Semestrální projekty

Zadání řeší týmy s max. 2 členy.

Navrhněte a implementujte některý z níže uvedených modelů ve formě objektu nebo pluginu v prostředí Unreal Engine. Úlohu je možné implementovat i v jiném prostředí (např. Unity) po dohodě s cvičícím. Projekt vypracujte v jedno nebo dvoučlenném týmu.

Odevzdávání

Hotové semestrální projekty odevzdejte cvičícímu (Ing. Ondřej Slabý - slabyon3 [at] fel.cvut.cz), a to buď formou archivu - ten můžete zaslat e-mailem, nebo odevzdat na posledním cvičení. Druhá možnost je zaslat odkaz na repozitář, kde máte projekt uložený (např. GitLab) vč. případné větve/commitu, pokud se liší od výchozí. Odevzdávejte alespoň týden před zkouškovým termínem, na který se chcete hlásit.

Nezapomeňte odevzdat jak kód, tak zprávu.

Skupina úloh Konkrétní úloha Řešitel úlohy Hodnocení (body)
1. Implementace IK solveru. Šádek, Lhota 53
Testovací aplikace pro simulaci látek/tkanin.
2. sukénka na tanečnici
3. protržení plátna nárazem objektu Sakači -
Model tváře
4. řízení pomocí významných bodů
5. parametrizace daty z MOCAPu
6. převod reálné masky na model
Simulace davu s detekcí objektů v kolizní vrstvě.
7. pohyb po městě v MHD
8. dav na náměstí Gargula 44
9. krizová situace Pončák
Simulace tekutin.
10. simulace vodopádu 1 Němec, Reinhold 57
11. simulace vodopádu 2 Kolář 56
12. příboje na pláži Profota -
13. jezu
14. voda unikající z přehrady (rybníka)
15. tornádo
16. písek Langová, Papay 59
Simulace exploze
17. odletující trosky
18. srážka asteroidů
Simulace objektů ve stavu bez tíže
19. kapky vody (kapaliny)
20. pevné objekty s různou tuhostí

Materiály k tématům

Inverzní kinematika

MOCAP

Dynamika částic a fluidní dynamika

Modelování tváře a šatů

Animace davu

Hudba a zvuk