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 algoritmi specifici dell’informatica grafica. L'attenzione sarà inoltre dedicata all'interazione tra utente ed immagine, fondamentale per diverse tipologie di applicazioni.

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 visivo umano - Percezione e rappresentazione dei colori - Hardware dei sistemi grafici - Primitive grafiche - Geometria dei modelli 3D e loro manipolazione - Modelli di illuminazione e rendering - Tecniche di interazione e progettazione di applicazioni grafiche - Principali software, librerie e linguaggi della grafica Lo studente svilupperà quindi abilità correlate alla: - Creazione e manipolazione di contenuti 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 3D - Uso di texture per controllare l’aspetto di un oggetto 3D - 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 geometria e linguaggi di programmazione.

Programma di massima delle 30 ore di lezione in aula: - Sistema visivo umano, percezione della luce e rappresentazione dei colori - Trasformazioni e sistemi di coordinate - Geometrie 3D, curve, superfici e loro rappresentazioni - Modelli di illuminazione - Primitive, pipeline grafica e sua programmazione - Rendering interattivo e fotorealismo - Hardware dei sistemi grafici e dispositivi periferici

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, verteranno sui seguenti argomenti: - Introduzione all’uso di software di modellazione e rendering - Tecniche di modellazione - Illuminazione e materiali per il rendering di scene 3D - Mapping di texture procedurali ed immagini - Sistemi particellari, simulazione di fluidi, forze e collisioni - Creazione di applicazioni grafiche interattive con librerie di basso livello - Importazione e gestione di scene e modelli 3D in applicazioni grafiche interattive

Libri di testo (da selezionare in base agli strumenti software utilizzati): - Introduction to Computer Graphics, Foley, Van Dan, Feiner, Hughes, Phillips - The Complete Guide to Blender Graphics: Computer Modeling & Animation, Blain - OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Kessenich, Sellers Ulteriori riferimenti bibliografici specifici potranno essere forniti all'inizio e durante l'insegnamento.

Slides; Dispense; Libro di testo; Esercizi; Esercizi risolti; Video lezioni dell’anno corrente;

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

Exam: Written test; Individual project; Group project;

... L'esame si compone di una prova scritta e di un progetto di laboratorio, che concorrono alla determinazione del voto finale rispettivamente nella misura di 1/3 e 2/3. 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 è volto a realizzare una scena 3D statica ed un’applicazione grafica interattiva a partire dalle nozioni acquisite durante le esercitazioni. La scena 3D statica viene proposta dagli studenti e concordata col docente. L’applicazione grafica interattiva, ad esempio un gioco, viene invece realizzata a partire da una base comune proposta dal docente, attraverso un’attività che inizia in laboratorio con l’inserimento progressivo e guidato di un insieme di funzionalità minime e continua con un lavoro individuale/di gruppo mirato all’integrazione di funzionalità avanzate ed alla personalizzazione (ad esempio, con elementi tratti dalla scena statica). La valutazione del progetto tiene conto di quali e quante tecniche di modellazione ed approcci alla gestione interattiva 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.