Computer Graphics ｜ Syllabus data

開講年度

2025Year

開講学期

Second Semester

科目名

Computer Graphics

授業種別

Lecture

科目名（英語）

Computer Graphics

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A1100015 Computer Graphics

担当教員

KIMATA Hideaki

単位数

2.0Credits

曜日時限

Thu.5Period

キャンパス

Shinjuku Campus

教室

A-0815教室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 50 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 50 ％
3 汎用的問題解決力の修得 0 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

1.　コンピュータグラフィックスの基礎技術やレンダリングパイプラインの仕組みを説明できるようになること2.　グラフィックスプロセッサ(GPU)の基本構造を理解できるようになること

受講にあたっての前提条件

大学教養レベルの線形代数あるいは幾何学を理解していること

授業の方法とねらい

人がコンピュータの計算結果を理解できるようにするために、グラフィックスによる表示処理は基本的な技術である。近年の表示デバイスの大画面化に伴い、リアルタイムに様々なグラフィックスを処理することは、コンピュータを操作する人のユーザエクスペリエンスを向上する上で必要不可欠である。本講義では、コンピュータにおける計算処理とグラフィックス表示の関係を理解し、２Ｄ／３Ｄグラフィックスにおける計算処理について概要レベルで説明できることを大目的にし、GPU (Graphics Processing Unit)における計算処理について説明でき、基本的なアルゴリズムを理解し、簡単なプログラミングができるようになることを目指す。授業では、Webブラウザで動作するSVGとWebGLの実装例のほか、自由視点映像・ライトフィールドレンダリングなどのアルゴリズムも学ぶ。アルゴリズムレベルで理解することを目標とするが、理解を深めるために、プログラミングの実習を行う授業回がある。実際の処理内容を実感するためにWindowsまたはMacintoshのノートPCを用意すること。
また、一部遠隔も取り入れる。

AL・ICT活用

Discussion Debate／Practice Fieldwork

第1回

授業形態

対面

事前学習

JavaScriptの基礎を学んでおく。具体的には、JavaScriptにおける変数、関数の扱いを学んでおく。
また線形代数または幾何学を学んでおく。

1時間

授業内容

ガイダンス、およびCGの歴史と用途、プロセッサの動向を学ぶ。

事後学習・事前学習

身の回りのCGコンテンツを探し、何の用途で使われているのかを調べる。

1時間

第2回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

人が描く文字に対するコンピュータ内での処理について学ぶ。文字コードの概要とアウトラインフォントについて学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境がある人は、テキストエディタで文章を作成し、文字コードを変換して保存し、表示することで、コンピュータ内での文字の扱いについて理解を深める。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第3回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

文書レイアウトの制御、組版について学ぶ。XMLの概要と、JavaScriptによる操作の基本についても学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、Google Chrome上において、XMLの変換について復習する。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第4回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

Webでのベクター画像コンテンツである、SVG画像の概要と、アニメーション方法、JavaScriptによる制御について学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、各自でSVG画像を用意し、アニメーションの作成を復習する。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第5回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

画像（イメージ画像・ラスター画像）をテクスチャとして取り込む方法や、様々な変換方法を学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、各自で撮影した画像を取り込んで変換することで変換の理解を深める。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第6回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

3DCGのデータフォーマットと、Webでの3DCGを扱う技術であるWebGLの基礎について学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、3DCGモデルをダウンロードして、表示、変換操作を行い、3DCGモデルの構造の理解を深める。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第7回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

3DCGデータを扱うためのシェーダの概念と、GPU内でのレンダリングパイプラインについて学ぶ。シェーダ言語についても学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、3Dモデルに対して、様々な座標変換をして理解を深める。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第8回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

3DCGモデルへテクスチャを設定する方法や、テクスチャの様々な利用用途について学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、3Dモデルに対して、様々なテクスチャを付与をして理解を深める。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第9回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

3DCGモデルへの様々なライティングと反射モデルについて学ぶ。

事後学習・事前学習

ＰＣ環境のある⼈は、3Dモデルに対して、様々なライティングをして理解を深める。
ＰＣ環境のない⼈は、アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第10回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

３DCGについて、プログラミングを行い、理解を深める。

事後学習・事前学習

プログラミングができなかった実習について復習する。

1時間

第11回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

私たちの住む実世界に存在する、物体の形状と色情報の取り込み方法と、その応用としての自由視点映像やライトフィールドレンダリングについて学ぶ。

事後学習・事前学習

３Ｄスキャナーの動向について各自で調べ、方式の違いと適用用途について理解する。

1時間

第12回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

実世界にある物理現象のシミュレーション方法の基礎について学ぶ。

事後学習・事前学習

アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第13回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

水流などの非剛体の物理現象をシミュレーションして可視化する方法を学ぶ。

事後学習・事前学習

アルゴリズムのレベルで処理内容の理解を深める。

1時間

第14回

授業形態

別欄もしくは授業内で通知

授業内容

学習成果の確認（授業内試験）を⾏う。

事後学習・事前学習

成果確認の振り返りを⾃⾝でも⾏う。

1時間

第15回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

学習内容の振り返りを⾏う。

事後学習

理解が不⾜していたところを中⼼に復習する。

0.5時間

成績評価の方法

授業に出席することが成績評価の前提。授業内試験を実施する。さらに課題レポートの提出を求める。授業内試験と
レポートの⽐は６：４。A+〜Fの６段階評価でD以上の者を合格とする。

受講生へのフィードバック方法

全体には講義で実施する。個別にはKU-LMSで実施する。

教科書

特に指定しない。授業で教材資料類を配布する。

参考書

・実践プログラミングWebGL HTML & JavaScriptによる3Dグラフィックス開発
　Andreas Anyuru (著)　出版社 : 翔泳社

オフィスアワー

木曜日 17:30 - 18:30 新宿（部屋は別途指定）で質問を受け付ける。事前にメールで連絡のこと。メールアドレス：jt41545@g.kogakuin.jp
また授業終了後の教室で質問を受け付ける。

受講生へのメッセージ

コンピュータの背後で動いている処理を知ることで、ユーザエクスペリエンスの高いグラフィックスのコンテンツを作ることを目指しましょう。

実務家担当科目

Applicable

実務経験の内容

映像サービスの研究開発の経験がある教員が、実ビジネスでの経験を活かし、実用的な映像処理について講義する。

教職課程認定該当学科

Department of Information Design

その他の資格・認定プログラムとの関連