シラバス
| 授業科目名 | 年度 | 学期 | 開講曜日・時限 | 学部・研究科など | 担当教員 | 教員カナ氏名 | 配当年次 | 単位数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| コンピュータグラフィックス | 2024 | 前期 | 火3 | 理工学部 | 牧野 光則 | マキノ ミツノリ | 4年次配当 | 2 |
科目ナンバー
SE-PI4-2C35
履修条件・関連科目等
プログラミングやアルゴリズム、数値計算法などの内容に関する関連科目の修得は重要である。加えて、数学（幾何学）、物理（幾何光学）に関する知識は本科目の修得に大いに参考になろう。また、CGソフトウェア・ハードウェアに関して深く知りたい者は情報通信工学全般の知識が有用である。
授業で使用する言語
日本語
授業で使用する言語（その他の言語）
授業の概要
マルチメディア技術かつビジュアルシミュレーション技術の一つである、コンピュータグラフィックス （CG）ならびにXRなどの関連するディジタル画像・映像処理技術・システムについて解説・教授する。
科目目的
本講義によりCG画像・映像生成技術の基本知識を修得し、かつ、実際に（簡単な）CG 画像・映像を作成する能力を身に付ける。
到達目標
(1)コンピュータグラフィックスや関連映像技術に関する基礎知識ならびに主要技法の 原理・アルゴリズム・特徴について理解し、説明できること
(2)主要技法を用いて指定された情景の画像を作成できること
授業計画と内容
第1回 CGとは～定義・歴史
第2回 座標系、色表現
第3回 基礎的なレンダリング～物体表面への光の照射
第4回 写実的なレンダリング(1)レイトレーシング法の原理
レイトレーシング法が表現する主要現象に関して、必須課題(1回目)を出題する。
第5回 写実的なレンダリング(2)レイトレーシング法の高速化、交差判定
第6回 高速なレンダリング～Zバッファ法 、スキャンライン法、GPU
第7回 形状モデリング(1)CSGモデル
CSGモデルによる形状表現・画像生成に関して、必須課題(2回目)を出題する。
第8回 形状モデリング(2)自由形状曲面、ポリゴン
第9回 間接照明効果を含むレンダリング(1)ラジオシティ法
第10回 間接照明効果を含むレンダリング(2)漸進的ラジオシティ法、フォトンマッピング、大域照明のリアルタイム表現
第11回 空間に分布する情報の可視化－ボリュームレンダリング
第12回 XR(1)仮想現実感(VR)
バーチャルリアリティが社会にもたらす影響に関して、必須課題(3回目)を出題する。
第13回 XR(2)拡張現実感(AR)、混合現実感(MR)、XRの課題と今後
第14回 可視化、授業総括
上記項目をWWW、ビデオなども用いて講義する。また、授業期間中の適切な時期に、CG、VR、AR関連施設見学に関する必須課題(4回目)を出題する。
授業時間外の学修の内容
指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと／授業終了後の課題提出
授業時間外の学修の内容（その他の内容等）
・学内外いずれかのCG・VR関連施設への見学・体験に関するレポートを課す。
・授業前には、事前に配布される講義資料に目を通し、講義内容の概要の理解に努めること。この際、主要キーワードの事前調査や授業中に確認したい項目の整理等をしておくこと。授業後には学習内容を振り返り、未確認事項がないように、かつ、さらに生じた疑問を解決するよう追加学習をした上で、演習やレポートに取り組むこと。
・本科目は内容の特性上、多くの映像を視聴する必要がある。事前・事後学習でも講義資料にて紹介・例示する映像視聴の時間を確保すること。
授業時間外の学修に必要な時間数／週
・毎週１回の授業が半期（前期または後期）または通年で完結するもの。１週間あたり４時間の学修を基本とします。
・毎週２回の授業が半期（前期または後期）で完結するもの。１週間あたり８時間の学修を基本とします。
成績評価の方法・基準
| 種別 | 割合（％） | 評価基準 |
|---|---|---|
| レポート | 85 | 第1回：レイトレーシング法が表現できる現象について正しく理解し、現実の風景と対比して説明できること。 第2回：CSGモデルによる形状設計を正しく理解し、実際に設計できること。 第3回：VRを中心とする技術の発展と社会との関係について、過去、現在、近未来について適切に調査・考察できること。 第4回：XRシステムの体験・視聴を通じて、授業で得た知識と関連付けて考察できること。 各回の「採点のめやす」は出題時に履修生に開示する。 |
| 平常点 | 15 | 各回の講義後に行う小問題(小テスト)にて、講義内容に関して正しく理解の上、説明・計算できること。 |
成績評価の方法・基準（備考）
締め切りを厳守すること。なお、病欠・教育実習・留学など正当と認められる理由による期限外提出は受理するので、合理的な期間内（教育実習など予め計画されているものは、その期間の前、病欠などの場合には通学可能となった直後）に根拠を付して申し出ること。
課題や試験のフィードバック方法
授業時間内で講評・解説の時間を設ける／授業時間に限らず、manabaでフィードバックを行う
課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）
アクティブ・ラーニングの実施内容
反転授業（教室の中で行う授業学習と課題などの授業外学習を入れ替えた学習形式）／ディスカッション、ディベート／グループワーク／実習、フィールドワーク
アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）
授業関連映像の視聴を事前に求め、授業時間中にグループ討論する反転型を一部で実施する予定である。
授業におけるICTの活用方法
その他
授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）
必要に応じて，OATube、Webexミーティング，Google共有ドライブ，Googleクラスルーム，SNS等コミュニケーションツールを用いて双方向型の学び及び自主学習支援を実施する．具体的にはその都度指示する．
実務経験のある教員による授業
いいえ
【実務経験有の場合】実務経験の内容
【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容
テキスト・参考文献等
・教科書：
なし。但し、講義資料を毎回講義前にmanabaを通じて配布する。
・参考書：
①コンピュータグラフィックス編集委員会
②コンピュータグラフィックス[改訂新版]
③公益財団法人画像情報教育振興協会、2016年
④最新版：一版五刷(2021年1月)
⑦ISBN978-4-903474-49-6
その他特記事項
参考URL
https://sites.google.com/g.chuo-u.ac.jp/computergraphics/