DATE DEL PROSSIMO APPELLO
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ORARI DELLE LEZIONI
DA DEFINIRE
giorno |
ora |
aula |
lunedì |
09:30÷13:30 |
145/1 |
martedì |
10:30÷13:30 |
145/1 |
martedì |
13:30÷18:30 |
aula CESMI |
venerdì |
13:30÷18:30 |
aula CESMI |
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PROGRAMMA DEL CORSO
OBIETTIVI FORMATIVI
Il corso ha il duplice scopo di fornire i concetti fondamentali dell’informatica (parte I) e gli elementi di base della grafica computerizzata (parte II). Il corso è da intendersi integrato al corso “Laboratorio di informatica grafica” in cui verranno effettuate esercitazioni che hanno lo scopo di illustrare le metodologie precedentemente studiate mediante l’uso di pacchetti software di grafica raster e vettoriale.
PROGRAMMA [slide]
Parte I – Fondamenti di informatica.
Introduzione al corso e concetti introduttivi. [1 – cap. 1]
Definizione di informatica. Aree disciplinari e applicazioni. [slide]
Hardware e architettura di un calcolatore. [1 - cap. 2]
Modello della macchina di von Neumann. [slide]
Rappresentazione e codifica dell'informazione. [1 - cap. 3]
Codifica dell’informazione. Caratteri e stringhe. Suoni e immagini. [slide]
Informazioni numeriche. [slide]
Informazioni logiche. [slide]
Elementi di programmazione. [1 - cap. 4]
Dal linguaggio macchina ai linguaggi di alto livello. Ambienti integrati. Fasi di sviluppo e testing dei programmi. [slide]
Algoritmi e programmi. Metodologie di programmazione. [slide]
Linguaggi di alto livello. Definizione formale di un linguaggio di programmazione. Diagrammi e alberi sintattici. Analizzatore sintattico. [slide]
Introduzione al C. [2 - cap. 3÷7, 9]
Caratteristiche ed elementi fondamentali del linguaggio. [slide]
Struttura dei programmi C. Il modello cliente-servitore. Dichiarazioni e definizione di variabili e funzioni. Passaggio dei parametri per valore e per riferimento. [slide]
Progetti e preprocessore. [slide]
Programmazione strutturata. Istruzioni. [slide]
Puntatori e passaggio per puntatore. [slide]
Dati strutturati. [slide]
Canali di I/O. [slide]
File. [slide]
Parte II – Fondamenti di grafica computerizzata.
Introduzione. [4 – cap. 1, slide]
Definizione di “informatica grafica” e “Computer Graphics”.
Immagini digitali: grafica raster e vettoriale.
Componenti hardware e software per la grafica.
Grafica raster. [4 – cap. 2, slide]
La percezione: struttura, funzioni e prestazioni del sistema visivo umano.
Il colore come fenomeno fisico: luce, onde e spettro.
Codifica del colore e spazi cromatici.
Elaborazione di immagini.
Calibrazione dei dispositivi, visualizzazione e stampa.
Introduzione alla grafica 3D. [4 – cap. 3, slide]
Schema di un’applicazione grafica (pipeline).
Strumenti per la grafica 3D.
Architettura di un renderer.
Trasformazioni di modellazione. [4 – cap. 4, slide]
Spazi geometrici e matrici.
Sistemi di riferimento e matrice di cambiamento di frame.
Trasformazioni affini: traslazioni, rotazioni attorno agli assi e inverse, scalatura.
Composizione di trasformazioni.
Trasformazioni di vista. [4 – cap. 5, slide]
Definizione e classificazione delle proiezioni.
Metafore object vs viewer e macchina fotografica virtuale (pinhole camera).
Metodi per piazzare la camera e specificare una vista 3D arbitraria.
Definizione del volume di vista e della legge di proiezione.
Matrici per le trasformazioni di vista.
Rendering. [4 – cap. 6, slide]
Lighting e shading.
Modelli per le sorgenti luminose.
Modelli di illuminazione locali (Phong) e globali (ray-tracing e radiosità)
Modelli per i materiali e tecniche di texture mapping.
Tecniche di shading locale (flat, interpolato, Gouraud e Phong).
Rasterizzazione di linee e di poligoni.
Clipping di segmenti e di poligoni.
Antialiasing.
Determinazione delle superfici visibili: tipi di coerenza, algoritmi conservativi, image e object precision.
Modellazione geometrica. [4 – cap. 7, slide]
Tipi di rappresentazione delle curve.
Forme algebrica, vettoriale e geometrica delle curve parametriche.
Curve di Hermite, Bezier, B-spline e NURBS.
Mesh, superfici parametriche e superfici generative.
Modellazione solida. [4 – cap. 8, slide]
Operazioni booleane su solidi.
Schemi di rappresentazione: primitive instancing, sweep, B-rep (poliedri), spatial partitioning, constructive solid geometry (CSG).
Scelta di una rappresentazione.
Uno sguardo al futuro. [4 – cap. 9, slide]
Image based modelling and rendering.
Parte III – Esercitazioni
Gli strumenti CAD nella rappresentazione e nel progetto.
Esercitazioni in laboratorio con AutoCAD 3D [6]
Ripasso dei concetti fondamentali di Autocad: interfaccia, inserimento coordinate, snap, metodi di selezione, layer, blocchi, ecc.
Modellazione 3D: modelli wireframe, di superfici e solidi. I sistemi di coordinate WCS (globali) e UCS (utente).
Visualizzazione in 3D: modo ombra e render. Comandi relativi al punto di vista. Sistemi di coordinate utente.
Esercitazioni in laboratorio con 3D studio max [7, 8]
Interfaccia. Importazione di file Autocad e modifica di primitive 3D.
Inserimento e modifica di materiali (mappe e tessiture), luci e camere.
Rendering veloce ed avanzato.
L’immagine digitale e la comunicazione visiva. Esercitazioni in laboratorio con Adobe Photoshop. [9]
Interfaccia. Metodi di rappresentazione. Dimensione, risoluzione e interpolazioni.
Tecniche di selezione. Menù strumenti. Palette storia. Livelli, canali e istogrammi.
Regolazione di livelli, curve, luminosità, contrasto, tonalità e saturazione. Effetti e filtri. Profili ICC.
TESTI DI RIFERIMENTO:
Parte I:
- P. Zingaretti, E. Frontoni, Informatica: tematiche generali, Ed. Simple (www.stampalibri.it), 2006.
- S. Ceri, D. Mandrioli, L. Sbattella. Informatica - arte e mestiere. McGraw-Hill, 1994.
- Slide presentate a lezione (password per l’apertura del file comunicata a lezione).
Parte II:
- P.Zingaretti, Fondamenti di Computer Graphics, Pitagora, 2004.
- Slide presentate a lezione (password per l’apertura del file comunicata a lezione)
Parte III:
- F. D'Agnano, 3ds max per l'architettura, Apogeo srl, 2006.
- J.A. Leach, AutoCAD 2002, McGraw-Hill, 2002 o Manuale AutoCAD®.
- T. Boardman, 3D Studio Max 7 Guida Completa, Apogeo, 2005 o manuale 3D studio max®
- Adobe staff, Adobe Photoshop CS, Pearson Education Italia, 2004 o Manuale Adobe Photoshop
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MODALITA' DI SVOLGIMENTO DEGLI ESAMI DI PROFITTO
Per gli studenti immatricolati nell’A.A. 2005-06 o successivi:
L'esame si compone di tre parti: una tesina, una prova scritta e una prova orale.
Le tesine consistono nel rendering del modello 3D di un ambiente a partire dai layout sotto riportati. E’ sufficiente produrre una sola vista, ma deve includere tutte le luci e i materiali ritenuti necessari per aumentarne il realismo. Il risultato del rendering va consegnato al docente una settimana prima della prova orale insieme a tutto quanto necessario per riprodurlo: il modello 3D (con inserite le luci e i materiali e dove sarà indicata la vista da cui il rendering è stato prodotto), eventuali materiali e/o mappe non standard, ecc. Se il risultato del rendering viene modificato con Photoshop o programmi similari si devono fornire entrambe le immagini (prima e dopo le modifiche).
La prova scritta consiste in esercizi e domande teoriche riguardanti la prima parte del corso (fondamenti di informatica). Al termine della prova verrà fornita ai candidati una fotocopia del loro elaborato. Verranno quindi fornite le risposte esatte alle domande e le soluzioni degli esercizi proposti. I candidati dovranno riportare accanto a ciascun esercizio il punteggio ottenuto e infine il punteggio totale. Il docente stabilirà di volta in volta il punteggio minimo per l’idoneità alla prova orale.
Attenzione:
1.
Con la “idoneità” si può accedere ad una prova orale se essa viene effettuata prima della seconda prova scritta successiva a quella in cui si è ottenuta l’idoneità stessa, altrimenti va sostenuta di nuovo la prova scritta.
2. Coloro che non hanno ottenuto l'idoneità possono ugualmente accedere alla prova orale, ma solo se ritengono di avere ugualmente una buona preparazione anche sulla parte di fondamenti di informatica e comunque salterebbero l’appello successivo in caso di esito negativo.
La prova orale (nelle date programmate o in date concordate con il docente) inizia con eventuali (sono esonerati coloro che hanno ottenuto punteggi ≥ 27/30) chiarimenti sulla parte di fondamenti di informatica, prosegue con la discussione della tesina e termina con domande sulla parte di fondamenti di grafica.
Per gli studenti immatricolati prima dell’A.A. 2005-06:
Le modalità d'esame sono come le precedenti con due eccezioni:
1. l' ambiente, interno o esterno, da renderizzare è libero;
2. l'idoneità ottenuta alla prova scritta abilita l’accesso a qualunque sessione successiva di prove orali.
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LAYOUT TESINE
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DATE APPELLI SUCCESSIVI
mese |
giorno scritto |
giorno orale |
aprile |
giovedì 10 |
giovedì 17 |
giugno |
lunedì 23 |
lunedì 30 |
luglio |
giovedì 10 |
giovedì 17 |
settembre |
giovedì 11 |
giovedì 18 |
ottobre |
giovedì 9 |
giovedì 16 |
dicembre |
giovedì 11 |
giovedì 18 |
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TESTI E SOLUZIONI DI COMPITI DI ESAME
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Ambienti di sviluppo integrati per programmazione C: DJGPP oppure DEV-C++
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Corso di Laurea in Ingegneria Edile-Architettura (5 anni - DM 509/99) 