L'insegnamento intende fornire agli allievi le conoscenze fondamentali nel campo della creazione di immagini mediante elaboratori e la progettazione di applicazioni grafiche. Si illustreranno le tecniche più comuni per la definizione di scene virtuali, per ottenere immagini fotorealistiche, per gestire la tridimensionalità, ecc. Saranno forniti gli elementi relativi ai dispositivi hardware, ai software ed agli standard specifici dell’informatica grafica. Particolare attenzione sarà dedicata all'interazione tra utente ed immagine, fondamentale per diverse tipologie di applicazioni, ed allo sviluppo delle necessarie interfacce grafiche.

Obiettivo dell'insegnamento è quello di mettere lo studente in condizione di comprendere il funzionamento di un sistema grafico sia dal punto di vista software che hardware. Inoltre, lo studente imparerà ad analizzare, progettare e valutare diverse tipologie di applicazioni grafiche, a sviluppare i relativi contenuti ed a gestire gli output prodotti. In particolare, lo studente acquisirà conoscenze nei seguenti ambiti: - Sistema percettivo umano, in particolare visivo - Percezione e rappresentazione dei colori - Hardware dei sistemi grafici - Primitive grafiche ed attributi - Formati grafici - Geometria dei modelli 3D e loro manipolazione - Grafica 3D - Modelli di illuminazione locali e globali - Fotorealismo - Tecniche di interazione, progetto di applicazioni e interfacce grafiche - Principali software, librerie, linguaggi e standard della grafica Lo studente svilupperà quindi abilità correlate alla: - Creazione e manipolazione di contenuti 2D/3D mediante modellazione poligonale e relativa gestione tramite librerie grafiche - Configurazione delle sorgenti di luce e degli attributi grafici (colore, trasparenza, ecc.) di un contenuto 2D/3D - Uso di texture 2D/3D per controllare l’aspetto di un oggetto grafico - Configurazione di un motore di rendering per ottenere il desiderato livello di realismo - Gestione delle funzionalità base di un motore fisico per la simulazione di fluidi, sistemi particellari, tessuti, ecc. - Risoluzione di problemi pratici legati allo sviluppo di un progetto grafico

Elementi di architettura degli elaboratori e linguaggi di programmazione. Algebra lineare. Elementi di geometria 3D.

Programma di massima delle 30 ore di lezione in aula: - Sistema visivo umano, percezione della luce e rappresentazione dei colori (6 ore) - Hardware dei sistemi grafici e dispositivi periferici (3 ore) - Geometrie 3D, curve, superfici (3 ore) - Modellazione solida e poligonale (3 ore) - Trasformazioni e proiezioni (3 ore) - Modelli di illuminazione locali e globali, fotorealismo (4,5 ore) - Primitive, pipeline grafica e rendering (4,5 ore) - Formati grafici e software di uso comune (3 ore)

In aggiunta alle lezioni in aula sono previste 30 ore di esercitazioni in laboratorio. Le esercitazioni prevedono l'uso di programmi e librerie per la modellazione ed il rendering di scene 3D statiche e la realizzazione di applicazioni interattive. Le attività in laboratorio, propedeutiche allo sviluppo di un progetto individuale o di gruppo che concorre a determinare il voto finale, verteranno sui seguenti argomenti: - Introduzione all’uso di software di modellazione e rendering (3 ore) - Tecniche di modellazione (6 ore) - Illuminazione e materiali per il rendering di scene 3D (3 ore) - Tecniche di mapping delle texture procedurali e immagini, mapping delle normali (3 ore) - Sistemi particellari, simulazione di fluidi, interazione con forze e collisioni (6 ore) - Creazione di applicazioni grafiche interattive con librerie di basso livello (6 ore) - Importazione e gestione di scene e modelli 3D nelle applicazioni grafiche interattive (3 ore)

Libri di testo: - Introduction to Computer Graphics, Foley, Van Dan, Feiner, Hughes, Phillips (Addison-Wesley) - Blender Foundations: The Essential Guide to Learning Blender 2.6, Hess (Focal Press) - OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Shreiner (Addison-Wesley) - Computer Graphics with OpenGL, Hearn, Baker (Pearson) Ulteriori riferimenti bibliografici specifici potranno essere forniti all'inizio e durante il corso. Altro materiale: - Lucidi delle lezioni, dispense di laboratorio, temi d’esame ed altri contenuti sul Portale della Didattica - Wiki, ad esempio Blender 3D: Noob to Pro - https://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D:_Noob_to_Pro - Tutorial vari, ad esempio su http://www.blender.org - Screencast delle lezioni

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Progetto individuale; Progetto di gruppo;

Exam: Written test; Individual project; Group project;

... L'esame si compone di una prova scritta e di un progetto di laboratorio, che concorrono in misura uguale alla determinazione del voto finale. I risultati delle due parti sono espressi in trentesimi e l’esame è superato se la valutazione media conseguita è di almeno 18/30. La prova scritta, della durata indicativa di un’ora, è volta ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria alla soluzione di esercizi (indicativamente una domanda a risposta aperta/un esercizio per ciascuno degli argomenti del programma, con punteggi da 1 a 3). Durante la prova scritta non è permesso tenere e consultare libri, appunti, fogli con esercizi, formulari, calcolatrici e materiale simile. Il progetto di laboratorio, svolto individualmente o in gruppo, proposto dagli studenti e concordato col docente è volto a realizzare una scena 3D statica ed un’applicazione grafica interattiva a partire dalle nozioni acquisite durante le esercitazioni. La valutazione del progetto tiene conto di quali e quante tecniche di modellazione ed approcci alla gestione delle geometrie risultanti sono state applicate tra quelle presentate nell'insegnamento, e con quali risultati. Il progetto di laboratorio deve essere consegnato (discusso) in una delle date della prova scritta. Durante la discussione sono poste domande volte ad accertare il contributo individuale nella realizzazione del progetto. Possono essere assegnati fino a 2 punti aggiuntivi sia per la prova di teoria (per il rigore espositivo) che per il progetto di laboratorio (per l'uso di tecniche e strumenti non illustrati dal docente e caratterizzate/i da una complessità significativa). Tali punti permettono di ottenere la lode. I risultati conseguiti nelle due parti e la valutazione complessiva vengono comunicati tramite il Portale della Didattica

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.