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Proposito:
El proposito de este curso es enfrentar
al estudiante con aplicaciones practicas de los conceptos vistos
en los cursos de Computación Gráfica y Realidad Virtual
en ambientes de tiempo real, en el proceso se presentaran los conceptos,
principios y tecnicas avanzadas para lidiar con el problema de la
simulación y la animación en tiempo real en aplicaciones
tan diversas como juegos de video, simulaciónes de entrenamiento
y entretenimiento, aplicaciones medicas, animaciónes tiempo
real como herramientas de visualización, generacion de effectos
visuales, etc.
Objetivos generales y específicos:
- Presentar los principios
teoricos de la simulación, así como los diversos principios
y tecnicas avanzadas para la generación y animación
de gráficos por computador en tiempo real.
- Introducir
al estudiante a los diferentes tipos de simulación aplicada
a la computación gráfica, como simulación basada
en fisica, simulación comportamental,etc.
- Enfrentar al estudiante
con aplicaciónes practicas de los conceptos teoricos aprendidos
en los cursos de computación gráfica y realidad virtual.
- Aplicacion practica
de tecnicas avanzadas de simulación y animación
para la realizacion de herramientas gráficas.
- Enfrentar al estudiante
con los problemas de la realizacion de aplicaciones en tiempo real,
así como introducir los conceptos, principios y tecnicas
para lidiar con estos problemas, tales como sincronizacion audio/animación,
mantenimiento de velocidad de animación constante, etc.
- Enfrentar al estudiante
con el uso de las herramientas mas recientes para realizacion de
animación y simulación tiempo real (aprovechamiento de
recursos HW, herramientas de desarrollo, programación de tarjetas
gráficas,etc).
Metodología Global de Enseñanza:
El curso se desarrollara
a traves de clases, practicas y talleres en computador, y proyectos.
Para las clases los estudiantes haran la lectura previa de los temas
correspondientes (según el programa del curso). Durante las
clases el profesor y los estudiantes, discutiran los puntos mas importantes
de cada tema. Simultaneamente con la teoria se presentara su posible
realizacion practica utilizando las diferentes facilidades de la libreria
gráfica OpenGL en combinacion
con otras librerias relacionadas, de esta manera se facilitara la familiarizacion
de los estudiantes con las diversas herramientas de manera progresiva.
La tematica del curso sera
aplicada y validada experimentalmente a partir de practicas de
laboratorio, tallerres en computador y demostraciones de productos
de software. La elaboracion de talleres de computador ser podra realizar
en grupos maximo de 2 estudiantes. Las practicas de laboratorio seran
realizadas en horas de clase y es obligatoria la asistencia.
Contenido Global del Curso:
Este es el contenido tentativo
del curso, este esta sujeto a cambios de acuerdo a las necesidades
del curso y al interes especifico de los participantes para profundizar
mas en temas especificos.
Tema
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Detalles
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Introducción
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Motivacion, ejemplos introductorios, conceptos basicos
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Simulación
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Conceptos BasicosManejo
del tiempoSistemas de simulación
Tipos de simulación: i.e. Simulaciónes
fisicas
Simulaciónes comportamentales, numericas, causa
efecto, etc.
Pasos de la simulacion.
Tecnicas de diseño.
Manejo del tiempo.
Scripting
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Animación Tiempo Real
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Conceptos basicos.
Problemas del tiempo real.
Latencia, sincronizacion.
Programación tiempo realRepaso OpenGL Básico
(transformaciones, primitivas, glut basico, etc.).
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Animación 2D y Simulación
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Tecnicas basicas de Animacion
2D: Sprites/Objetos 2D Animación de Transformaciones,
patrones de movimento. Tweening/Morphing Sincronizacion
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Interaccion, Eventos
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Programación de
PerifericosAnimaciónes InteractivasJuegos de videoSimulaciónes
interactivas
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Animación 2D Sonido
y video
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Sincronizacion & LatenciaTexturas
y video.Compositing.Repaso OpenGL intermedio (texturas, modos de
blending, buffers especiales)
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Modelaje 3D para animación TR
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Conceptos BasicosGrafos
de scena Modelaje de Objetos 3DComparacion de diversos tipos de
implementaciones: inventor/VRML, SDL,plib.
Modelaje de Mundos 3D: PVS, BSP, Octrees.
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Visualizacion
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Tecnicas de rendering tiempo real.
z-buffer, raycasting, Tiling, Convoluciones, etc.
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Iliuminacion
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Lightmaps & shadow
maps.Luces Puntuales.Volumenes de sombra.Radiosidad falsa y real.Aplicacion
de estas tecnicas Avanzadas con extensiones OpenGL.
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Animación y Simulación 3D
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ColisionesModelaje de terrenosBusqueda de caminos
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Effectos especiales ysimulación
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Sistemas de particulas. Bump Maps, Environment Maps.Superficies flexibles.
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Tecnicas avanzadas
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Sonido 3DProgramación
de Vertex & Pixel Shaders (OpenGL Avanzado).Aplicaciones Multiusuario
via Red.
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Bibliografía
Se seguiran principalmente
los siguientes libros de texto, los cuales se complementaran con
referencias bibligraficas adicionales y articulos actualizados cuando
sea necesario.
Libros de texto del curso:
- Computer Graphics Principle and Practice
2ed, Foley et al, Addison-Wesley Pub Co, 1993.
- Real-Time Rendering by Tomas Möller and Eric Haines, A K Peters Ltd, 1999.
- 3D Games, Volume 1 : Real-time Rendering
and Software Technology by Alan Watt, Fabio Policarpo, Addison-Wesley
Pub Co, 2000
Libros de soporte adicionales para temas especificos:
- Theory of Modeling and Simulation :
Integrating Discret Event and Continuous Complex Dynamic Systems
by Bernard P. Zeigler, Herbert Praehofer, Tag Gon Kim, Academic Pr,
2000.
- Advanced Animation and Rendering Techniques
-- Theory and Practice, Alan Watt and Mark Watt, Addison-Wesley Pub
Co, 1992
- OpenGL(r) 1.2 Programming Guide, Third Edition:
The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1.2 by Mason Woo et
al., Addison-Wesley Pub Co, 1999.
- 3D Game Engine Design : A Practical
Approach to Real-Time Computer Graphics by David H. Eberly, Morgan
Kaufmann Publishers, 2000.
- Making Them Move, Mechanics Control and Animation of Articulated Figures, by Brian A. Barsky, Norman Badler,
Morgan Kaufmann Publishers, 1991.
- Graphics Gems vols. 1-5, Morgan Kaufmann Publishers, 1994-1995.
- Game Programming Gems 1 y 2, Mark DeLoura, Charles River Media, 2000/2001.
- Cloth modeling and animation by Donald H.House & David E. Breen, A K Peters Ltd, 2000.
- Understanding Motion Capture for Computer Animation and Video Games by Alberto Menache, Morgan Kaufmann Publishers, 1999
- Computer Animation C : Algorithms and Techniques by Rick Parent, Richard Parent, Morgan Kaufmann Publishers, 2001.
- Physics for Game Developers by David M. Bourg, O'Reilly & Associates, 2001
- Programming Dynamic Character Animation by David Paull, Charles River Media, 2001
- Mathematics for Computer Graphics Applications
: An Introduction to the Mathematics and Geometry of Cad/Cam, Geometric
Modeling, Scientific visualization by Michael E. Mortenson,
Industrial Pr, 1999.
- MultiPlayer Game Programming by Todd Barron, Andre Lamothe, Prima Publishing, 2001.
- Siggraph Conference proceedings, 1980-2001.
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