[[http://dcgi.felk.cvut.cz/|{{:y39mm1:dcgicoloralphasmall.png|Katedra počítačové grafiky a interakce}}]]
===== Multimédia a počítačová animace (B4M39MMA) =====
Tato stránka od 09/2020 již nebude udržována. Přejděte na novou
zde: [[https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/b4m39mma/start]]
Tato stránka je oficiálním zdrojem informací pro studenty předmětu B4M39MMA oboru Počítačová grafika magisterského programu Otevřená informatika na [[http://www.fel.cvut.cz/cz/|Fakultě elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze]]. Předmět je zajišťován [[http://dcgi.felk.cvut.cz/cs/main|Katedrou počítačové grafiky a interakce]] (K13139). Praktickou část předmětu zajišťuje [[http://www.iim.cz|Institut intermédií]] (IIM) při FEL ČVUT v Praze.
| Přednáška: | čtvrtek 12.45 | T2:C3-51 |
| Seminář: | čtvrtek 14.30 | T2:H1-24c, dveře H1-25 (IIM) |
| Přednášející: | Ing. Roman Berka, Ph.D. - berka [at] fel.cvut.cz | Ing. Adam Sporka, Ph.D. - sporkaa [at] fel.cvut.cz |
| Konzultanti: | Ing. Zdeněk Trávníček - travnicek [at] iim [dot] cz - IIM | Ing. Jakub Hybler - hybler [at] iim [dot] cz - IIM |
| Rozsah: | 2p | 2s |
| Rozvrh: | [[http://www.fel.cvut.cz/cz/education/rozvrhy-ng.B191/public/html/predmety/46/98/p4698006.html|B4M39MMA]] | |
===== Odkazy =====
* [[http://dcgi.felk.cvut.cz/cs/study/akademicka_pravidla|Akademická pravidla]] Katedry počítačové grafiky a interakce:
* Stránky předmětu [[https://www.fel.cvut.cz/cz/education/bk/predmety/46/98/p4698006.html | B4M39MMA]] v bílé knize.
===== 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 semináře. 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 formou seminářů, dílen a společného brain-stormingu s cílem uchopit řešení úloh jako komponenty jednoho projektu. Výsledná prezentace úloh by pak měla 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.
Semináře a konzultace budou probíhat v laboratoři Institutu intermédií, kde se studenti budou moci setkat s profesionálním vybavením používaným v oboru.
==== Požadavky na vstupní znalosti ====
Schopnost programovat v jazyce C++.
==== Harmonogram přednášek ====
^ Pořadí ^ Téma ^ Odkaz ^ Přednášející^
^ 1 |**Produkční řetězec a techniky kompozice videa**| {{:a4m39mma:files:motion-description-tools.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 2 |**Systémy pro zachytávání pohybu MOCAP** | {{:a4m39mma:files:12-l-motion-capture.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 3 |**Inverzní kinematika**|{{:a4m39mma:files:01-l-kinematics.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 4 |**Dynamika, částicové systémy**|{{:a4m39mma:files:02-l-dynamics.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 5 |**Fluidní dynamika v počítačové animaci**|{{:a4m39mma:files:03-l-fluiddynamicsforca.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 6 |**Modelování a animace lidské tváře**|{{:a4m39mma:files:04-l-face-modeling.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 7 |**Modelování šatů**| {{:a4m39mma:files:05-l-cloth-modeling.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 8 |**Animace davu**|{{:a4m39mma:files:06-l-crowd-simulation.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 9 |**Prostředky pro popis scény a pohybu, prostředí pro animaci a interakci. Archivace multimediálního obsahu** | {{:a4m39mma:files:lb4m39mma-motion-description-archiving.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 10 |**Fyzikální základy akustiky**| {{:a4m39mma:files:07-l-physical-basics-of-acoustics.pdf|PDF}} |Adam Sporka|
^ 11 |**Principy zpracování zvukového signálu**| {{:a4m39mma:files:08-l-audio-signal-processing.pdf|PDF}} | Adam Sporka |
^ 12 |**Tvorba a editace elektronické hudby**| {{:a4m39mma:files:09-l-producing-and-editing-electronic-music.pdf|PDF}} | Adam Sporka |
^ 13 |**Technologie osvětlování**| {{:a4m39mma:files:l-b4m39mma-lighting-technologies.pdf|PDF}} | Roman Berka |
^ 14 |**Stereoskopické zobrazování**| {{:a4m39mma:files:l-b4m39mma-stereoskopic_projection.pdf|PDF}} | Roman Berka |
==== Harmonogram cvičení ====
Cvičení budou vedena jako konzultace k realizaci semestrálních projektů a k seznámení se s technickými prostředky použitelnými pro multimediální prezentaci výsledků projektů.
| 1| Seznámení s předmětem, zadávání semestrálních projektů. |
| 2 | Seminář k realizaci semestrálních úloh. |
| 3 | Projekční technika. |
| 4 | Návrh konceptu společné kompozice. |
| 5 | Experimentální ověřování konceptu. |
| 6 | Experimentální ověřování konceptu. |
| 7 | Samostatná práce/ pořizování dat. |
| 8 | Zvuková technika. |
| 9 | Návrh zvukové kompozice. |
| 10 | Realizace zvukové části kompozice. |
| 11 | Testování zvukové části kompozice. |
| 12 | Kompletace kompozice obrazové a zvukové části prezentace. |
| 13 | Kompletace finální podoby prezentace. |
| 14 | Prezentace semestrálních úloh. |
==== 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:
* semestrální práce 70 bodů
* zpráva (dokumentace) 20 bodů
* prezentace 20 bodů
* implementace 30 bodů
* zkouška 30 bodů (u zkoušky je minimální počet bodů pro úspěšné absolvování 15 - test 5 z 10 a pohovor 10 z 20)
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 {{:a4m39mma:files:okruhy.pdf|}}
==== Semestrální projekty ====
Zadání řeší týmy s max. 2 členy.
^ ^Název ^Popis ^ Řešitel úlohy ^ Hodnocení ^
^ 1 | **Research of simulation toolkits** | Make a research of programming libraries which compute dynamic simulations, particle systems, IK solvers, fluid dynamics solvers, simulations of cloth and hair etc. (possible examples: https://www.roboticslibrary.org, https://dartsim.github.io or https://vtk.org). Using a selected tool then implement application which demonstrates its usage and which simulate behavior of a selected object. The simulation should be then extended by sound. | - | - |
^ 2 | **Unreal Plugin Tutorial** | Study the API of Unreal Engine environment and try to design plugin as example of network communication, media streaming outside or inside the VR environment. Implement a selected tool as a plugin for unreal environment and document it as tutorial. | - | - |
==== Materiály k tématům ====
=== Inverzní kinematika ===
* {{https://www.uow.edu.au/~/kwanwu/Honours-Thesis.pdf|Kwan W. Chin: Closed-form and generalized inverse kinematic solutions for animating the human articulated structure}}
* {{http://summit.sfu.ca/item/5706|Welman: Inverse kinematics and geometric constraints for articulated figure manipulation}}
* {{:a4m39mma:files:watt-a-watt-land.pdf|Watt&Watt - pouze pro studenty MMA}}
=== MOCAP ===
* {{:a4m39mma:files:p73-kadu.pdf|Kadu}}
* {{:a4m39mma:files:2006_muellerroeder_motiontemplates_sca.pdf|Müller}}
* {{:a4m39mma:files:cav1505.pdf|Qi}}
----
* {{:a4m39mma:files:p139-gleicher.pdf| Gleicher}}
=== Dynamika částic a fluidní dynamika ===
* {{http://users.telenet.be/brambi/Papers/PbM-Particle%20System%20Dynamics.pdf|Witkin: Physically Based Modeling: Principles and PracticeParticle System Dynamics}}
* {{http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0097849389900782| G.Miller: Globular dynamics: A connected particle system for animating viscous fluids}}
* {{http://portal.acm.org/citation.cfm?id=383261|N. Foster: Practical animation of liquids}}
=== Modelování tváře a šatů ===
* {{http://cartesianos.com/geodoc/isprs2004/comm3/papers/257.pdf|A Zamirroshan: DESIGNING SOFTWARE FOR 3D OBJECT MODELLING USING DIGITAL CLOSE RANGE PHOTOGRAMMETRY}}
* Federic I. Parke, Keith Waters: Computer Facial Animation, AK Peters,ISBN 1-56881-014-8, 1996, katederní knihovna
=== Animace davu ===
* [[http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1272705|Pechano-2007]]
* [[http://www.springerlink.com/index/GK682355V3212565.pdf|Ulicny-2001]]
* [[http://scholar.google.com/scholar?hl=en&q=crowd+simulation+&btnG=Search&as_sdt=0%2C5&as_ylo=&as_vis=0|Google Schoolar]]
=== Hudba a zvuk ===
* [[http://scholar.google.com/scholar?hl=en&q=sound+visualization&btnG=Search&as_sdt=0%2C5&as_ylo=&as_vis=0|Google Schoolar]]
=== CAVE ===
viz [[y39mm1:materialy_k_uloham|materiály k úlohám MM1]]
=== Ostatní ===
* [[y39mm1:materialy_k_uloham|další odkazy]]
* dále viz {{http://scholar.google.com/schhp?hl=en&tab=ws|google schoolar}}
==== Hodnocení ====