OPIS PROGRAMA - Katedra za tiskovne forme

Kolegij
Nositelj kolegija
Vrijeme izvođenja
19500 MEHANIČKE SIMULACIJE U RAČUNALNIM
ANIMACIJAMA
Izv. prof. dr. sc. Sanja Bjelovučić Kopilović
VIII. semestar, 1 + 0 + 2, ECTS: 4 boda
Okvirni sadržaj predmeta
Mehanika u računalnoj grafici u stvarnom vremenu: uvod. 3D objekti. 3D scene. Gibanje.
Kruti objekti. Rotacija. Trenje. Otpor vode i zraka. Gravitacija. Sudari i eksplozije. Opruge.
Valovi. Osnove geometrije trokuta. Osnove vektora, matrica, derivacija i programiranja u
interaktivnoj računalnoj grafici. Simuliranje 3D s DirectX-om: osnove DirectX-a i usporedba
sa srodnim alatima. Kratak pregled C++. Osnove Windows programiranja. Matematički
alati za 3D programiranje mehanike: 2D, 3D i 4D koordinatni sustavi. Vektori:
implementacija u kodu - matematička biblioteka za modeliranje mehanike. Vektori u
Direct3D-u. 2D transformacije: Aktivne i pasivne. Translacija. Rotacija. Skaliranje.
Kombiniranje transformacija. Korištenje radnog okruženja (sličica) za modeliranje
mehanike. Postavljanje geometrije. Ažuriranje sličica. Iscrtavanje sličica. 3D
transformacije. 3D cjevovod: Odnos lokalnih i globalnih koordinata. Odnos globalnih i
koordinata promatrača. Odnos koordinata promatrača i projekcijskih koordinate. Odnos
projekcijskih i ekranskih koordinata. Iscrtavanje u 3D. Mreže i X-datoteke: Teksture:
kreiranje iz gotovih datoteka, postavljanje novih. Materijali. Učitavanje mreže. Ekstrakcija
tekstura i materijala. Čišćenje mreže. 2D i 3D kinematika. Modeliranje i kodiranje točkastih
masa. Točkaste mase u interaktivnoj računalnoj grafici. Sudari točkastih čestica. Detekcija
sudara. Obujmice. Optimizacija prostornim dijeljenjem. Odgovor na sudar. Elastični i
neelastični sudari. Koeficijent restitucije. Sudari točkastih čestica u 2 i 3 dimenzije. Sudari
kugli. Dinamika krutih tijela. Rotacija krutih tijela u 2D i 3D. Sudari krutih tijela. Ažuriranje
radnog okruženja simuliranja mehanike. Simuliranje gibanja projektila. Razlika između
impulsa sila i konstantnih sila. Kotrljanje. Sustavi masa i opruga. Kosa, odjeća.
Harmonijsko gibanje, Hookeov zakon. 3D voda. Implementacija vode: načini "varanja".
Stavljanje objekata u vodu: Dodavanje uzgona krutim tijelima. Redizajn radnog okruženja
mehaničkih simulacija. Pojednostavljenje inicijalizacije programa. Efikasno postavljanje
transformacijskih matrica. Redefiniranje krutih tijela pomoću točkastih masa. Središte
mase i ishodište mreže. Uvođenje i inicijalizacija DirectInput-a. Dobivanje ulaza s
tipkovnice i miša. Pomaci kamere. Automobili, letjelice, brodovi i čamci. Simulatori leta na
lak način. "Dolazak na druge planete" s poznatom i spekulativnom mehanikom.
Razvijanje općih i specifičnih kompetencija
Mehaničke simulacije su eksplozivno područje u industriji razvoja interaktivne računalne
grafike, poglavito računalnih igara. Tvrtke koje zapošljavaju programere igara sve više
traže one koji poznaju mehaniku. Te vještine mogu pretvoriti nekoga s vrlo malo
programerskog iskustva, a strašću za dizajnom računalnih igara, u profesionalca visoko
traženog na suvremenom informatičkom tržištu.
Oblici i provođenja nastave i način provjere znanja
Predavanja, auditorne i konstrukcijske vježbe, pismeni i usmeni ispiti.
Popis literature potrebne za studij
I. Pandžić, Virtualna okruženja, Element, Zagreb, 2004.
O. Muftić, Mehanika I (Statika), Tehnička knjiga, Zagreb, 1989.
S. Jecić, Mehanika II (Kinematika i dinamika), Tehnička knjiga, Zagreb, 1989.
D. Cogner, Physics Modelling for Game Programmers, Thomson Course Technology,
Boston, 2004.
Popis literature koja se preporučuje kao dopunska
R. Rouse, Game Design: theory & practice 2 nd ed., Wordware Publishing, Inc., Plano,
2005.
S. Jecić, Kinematika krutih tijela, Udžbenik Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 2002.
Način polaganja ispita
Pismeni i usmeni.
Način praćenja kvalitete i uspješnosti izvedbe predmeta
Kolokviji.
Grafički fakultet Sveučilišta u Zagrebu 37