Летняя учебно-исследовательская практика ФМЛ № 30, 2018 год

Предлагаемый курс летней учебно-исследовательской практики посвящен основам и особенностям разработки приложений на основе графического API OpenGL, позволяющим создавать плоские и трехмерные сцены и анимацию. Занятия группы охватывают вопросы разработки программ под WinAPI (прямая работа с буфером кадра), написание программ с использованием "низкоуровневого" интерфейса OpenGL (версий 1.02 - 4.6).

Исследуемые проблемы: матричная и векторная алгебра, моделирование в пространстве, анимация, текстурирование, освещение и тонирование, построение 3D систем, программирование GPU с помощью шейдеров, спецэффекты и т.д.

Требования к слушателям: знание языка программирования "Си" (на уровне понимания массивов и т.п.), хорошее владение курсом математики 10 класса ФМЛ № 30.

Занятия проводятся в здании Физико-математического лицея № 30 (7-я линия ВО, д.52).

Координатор и руководитель группы: Галинский Виталий Александрович

Первое занятие: пятница, 1 июня 2018 г., 10:00, каб.№ 111.

Программа курса и рассматриваемые темы:

• Использование средств разработки программ на Си под ОС Windows, система контроля версий, сборка проектов и т.п.
• Проектирование базового макета программы под WinAPI.
• Двойная буферизация и простейшая мультипликация.
• Вопросы синхронизации в анимационных проектах.
• Некоторые аспекты векторной алгебры. Векторы на плоскости и в пространстве. Матрицы и работа с ними. Системы линейных алгебраических уравнений. Системы координат, переходы между ними. (опционально) Комплексные числа и кватернионы.
• Аффинные преобразования. Представление посредством матриц. 2D и 3D преобразования координат, композиция преобразований.
• Проецирование. Параллельная и центральная проекции, матричные представления.
• Выполнение построения 3D сцен с помощью "проволочной" анимации.
• Визуализация 3D пространства, мировая и камеральная системы координат.
• Библиотека OpenGL. Инициализация в WinAPI.
• Создание макета программы, использующей OpenGL и WinAPI (WGL).
• Разделение управления в программе: инициализация, управление визуализацией, вывод (rendering), синхронизация и обслуживание ввода.
• Примитивы OpenGL и их параметризация.
• Программирование шейдеров, современный графический конвейер, язык программирования шейдеров GLSL. Использование вершинных, фрагментных ("пиксельных") шейдеров. Буфера вершин. Геометрические шейдера.
• Тонирование и работа с цветом.
• Моделирование освещения в OpenGL. Источники света. Уравнения освещенности.
• Текстурирование.
• Billboard и разные спецэффекты (прозрачность, тени, неплотные среды и т.п.).
• Программирование взаимодействия с игровыми манипуляторами и устройствами ввода (мышь, клавиатура, Joystick, Game pad, Wheel и т.п.)
• Програмирование 3D звука, взаимодействие со звуковой картой, библиотека OpenAL.
• (опционально) API Direct3D. Основные отличия от OpenGL. Система визуализации: Си+WinAPI+Direct3D.

Все темы подкрепляются интересными примерами, анимационными задачами, выполняемыми слушателями на компьютере. В процессе практики участники разрабатывают 3-хмерные игровые программы, программы визуализации объемных сцен и моделей.

Отчетность: выполнение практического задания, составление электронного отчета в конце практики.

Занятия ежедневные (кроме воскресений), по 6 астрономических часов (с перерывами на кофе-брейки и на обед) с 10:00 (1.6-2.6, 4.6-9.6, 11.6, 13.6-16.6, 18.6-21.6). 2.6 занятия начинаются в 15:00 и заканчиваются в 19:00.

При желании (после собеседования) есть возможность присоединиться к летнему программистскому лагерю ФМЛ № 30.

Занятия ежедневные (кроме воскресений), по 6 астрономических часов (с перерывами на кофе-брейки и на обед) с 10:00 (1.6-2.6, 4.6-9.6, 11.6, 13.6-16.6, 18.6-21.6). 2.6 занятия начинаются в 15:00.

Группа набрана.