CG数学 I 51810001

酒井 明彦

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1単位 2021年度3Q(後期) 金曜6限 教養 基盤 2〜3年

Purpose

3次元コンピュータグラフィックス(3DCG)の基礎となっている数学(ベクトル・行列)を習得する。

Target

3DCGや可視化(ビジュアライゼーション)に関する書籍や会話の中に出てくる数学が理解できるようになる。また、3Dモデラーアプリの機能や動作について論理的に理解できるようになる。

Contents

  • 講義計画を提示した後、3次元ベクトルの定義から始めて、和・差・内積を定義し、応用として、射影成分と垂直成分の計算方法を提示する。

  • 3次元ベクトルを定義し、その応用として、三角形の面積の計算方法、右手座標系・左手座標系、ポリゴンの表・裏の決まり方を提示する。

  • 行列の定義から始めて、3×3行列を中心にした行列同士の和・差・積、行列とベクトルの積の計算方法を提示する。

  • 線形連立方程式を行列で表現し、係数拡大行列に行の基本変形を適用して解く方法を提示する。

  • 逆行列の定義から始めて、行の基本変形で逆行列を求めることができることを示し、そのアルゴリズムを提示する。

  • 3Dモデルを拡縮・回転する操作が3×3行列で表現できることを示した上で、具体的な行列表現を提示する。

  • 3Dモデルを平行移動する操作も含めて行列表現するには、射影行列に拡張する必要があることを示した上で、具体的な行列表現を提示する。

  • 行列式、固有値・固有ベクトルの定義も紹介した後、試験を行う。

References

Eric Lengyel 著 狩野智英 訳 ゲームプログラミングのための3Dグラフィックス数学 (株)ボーンデジタルFletcher Dunn, Ian Parberry 著 松田晃一 訳 実例で学ぶゲーム3D数学 オライリー・ジャパン

Task

試験方法   筆記試験試験内容   講義内容全般提出方法   試験終了時に解答用紙を回収。持込の可否  可実施日     最終講義日追試験の実施 公欠者及び受験を認めた者再試験の実施 無

Grade Policy

課題    40 %期末試験 60 %の配分で評価する。