到達目標
１．コンピュータグラフィックのモデリング、視野、投影、ディスプレイ変換について具体的な座標変換計算ができる。
２．レンダリング法（照明モデル）および隠面処理、マッピング技術の種類と概要についてについて概説できる。
３．与えられた３次元ＣＧ作成課題を対象に、OpeｎGLを用いて要求仕様を満たすプログラムを作成すると同時に、その過程と考察を報告書に整理することができる(C2-3)。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1
コンピュータグラフィックのモデリング、視野、投影、ディスプレイ変換について具体的な座標変換計算ができる。 | □モデリング、視野、投影，ディスプレイ変換を計算する手順がわかっており、正確に計算できる | □モデリング、視野、投影、ディスプレイ変換の手順がわかっており、計算できる | □モデリング、視野、投影、ディスプレイ変換の手順がわからず計算できない |
| 評価項目2
レンダリング法（照明モデル）および隠面処理、マッピング技術の種類と概要についてについて概説できる。 | □レンダリング法の全種類と概要について正しく説明できる
□隠面処理法の全種類と概要について正しく説明できる
□マッピング法の全種類と概要について正しく説明できる
□ＣＧの高速化技術の手法と概要について正しく説明できる | □レンダリング法の種類と概要について概ね説明できる
□隠面処理法の種類と概要について概ね説明できるい
□マッピング法の種類と概要について概ね説明できる
□ＣＧの高速化技術の手法について概ね説明できる | □レンダリング法の種類と概要について説明できない
□隠面処理法の種類と概要について説明できない
□マッピング法の種類と概要について説明できない
□ＣＧの高速化技術について説明できない |
| 評価項目3
与えられた３次元ＣＧ作成課題を対象に，OpeｎGLを用いて要求仕様を満たすプログラムを作成すると同時に，その過程と考察を報告書に整理することができる(C2-3)。 | □与えられた課題の要求仕様に加えて独自の機能を追加したプログラムを作成でき、報告書にまとめることができる | □与えられた課題の要求仕様を満たすプログラムを作成でき、報告書にまとめることができる | □与えられた課題の要求仕様を満たすプログラムを作成できない |
学科の到達目標項目との関係
実践指針 （C2）
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実践指針のレベル （C2-3）
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【本校学習・教育目標（本科のみ）】 ３
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【プログラム学習・教育目標 】 C
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教育方法等
概要:
CGの進歩は著しく、ゲームや映画など我々の身近な日常に深く浸透してきており、工学の世界ではこれらのソフトウェアを利用、開発する機会が多くなってきている。本講義ではCGの基礎となる座標変換やシェーディング、投影変換を学び、ソフトウェアを利用する際の基本技術を習得する。また、講義で得た知識をより深めるため、OpenGLを利用したプログラミング演習を実施し、実際に簡単な３次元ＣＧを作成すると同時に、３次元ＣＧソフトRhinocerosを用いてレンダリングする。
授業の進め方・方法:
授業は講義を中心に適宜学習内容について講義を行う。前期においては座標計算が主となるため、電卓を持参する必要がある。また、座標計算には演習を多く取り入れる。後期においては、シェーディングや隠面処理、マッピングなどのレンダリング技術について解説を行う。講義中心であるため、講義の終わりにはプログラミング課題を実施することにより、学習した内容の実装を行う。この時、描画用のライブラリとしてOpenGLを用いる。課題には標準目標を設定し、発展課題を実施したものには加点する。
注意点:
１．.試験や課題レポート等は、JABEE 、大学評価・学位授与機構、文部科学省の教育実施検査に使用することがあります。
２．.授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください。
３．前後期試験を各40％で合計80%、課題レポート20%とする。ただし、授業態度が悪い場合やレポート未提出の場合は課題レポートから大幅に減点する。評価基準については授業目標(C2-3)が60%以上で、かつ全体で60点の場合に合格とする。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
オリエンテーション |
授業の目的を説明できる
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| 2週 |
２次元ＣＧ（座標変換） |
スクリーン色とVRAMおよびディスプレイ座標の関係について説明できる
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| 3週 |
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座標変換（座標変換とスクリーン座標，フレームバッファ）について説明できる
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| 4週 |
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座標変換（物体の回転と移動）について説明できる
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| 5週 |
２次元座標変換演習 |
合成変換，合成行列と合成変換の演習を通じて、座標変換計算を行うことができる
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| 6週 |
３次元ＣＧ(座標変換) |
３次元での座標変換（平行移動，スケーリング，回転）について説明できる
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| 7週 |
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オブジェクト変換（オブジェクト座標とワールド座標）について説明できる
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| 8週 |
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視野変換（ビュー座標，スクリーン座標変換）について説明できる
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| 2ndQ |
| 9週 |
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視野変換（合成行列）について説明できる
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| 10週 |
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投影変換（並行投影と透視投影）について説明できる
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| 11週 |
３次元座標変換演習 |
３次元での座標変換の演習を通じて３次元での座標変換計算を行うことができる
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| 12週 |
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３次元での座標変換の演習を通じて３次元での座標変換計算を行うことができる
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| 13週 |
形状モデル |
形状モデルの種類の概要について説明できる
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| 14週 |
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ワイヤーフレーム，サーフェイス，ソリッドモデルについて説明できる
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| 15週 |
前期末試験 |
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| 16週 |
試験問題の解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
シェーディング |
照明モデルとシェーディング法概要とフラットシェーディングについて説明できる
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| 2週 |
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スムースシェーディングについて説明できる
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| 3週 |
光源 |
光源の種類について説明できる
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| 4週 |
隠面処理 |
隠面処理に必要性と種類について説明できる
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| 5週 |
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Z-Bufferについて説明できる
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| 6週 |
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RayTracingとVolumeRenderingについて説明できる
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| 7週 |
マッピング |
テクスチャーマッピング，バンプマッピング，リフレクションマッピングについて説明できる
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| 8週 |
シャドウイング |
シャドウイング手法の種類について説明できる
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| 4thQ |
| 9週 |
演習Ⅰ |
シェーディング演習(OpenGLの使い方)を通じてOpenGLを利用できる
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| 10週 |
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シェーディング演習を通じて座標変換してワイヤーフレーム表示できる
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| 11週 |
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シェーディング演習を通じてフラットシェーディングで立体を描画できる
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| 12週 |
演習Ⅱ |
レイトレーシング演習を通じて公差判定計算ができる
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| 13週 |
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レイトレーシング演習を通じてシェーディング計算ができる
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| 14週 |
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レイトレーシング演習を通じてレイトレーシング表示ができる
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
試験問題の解説 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | レポート課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |