基本情報/Basic Information

遠隔授業（授業回数全体の半分以上）の場合は、科目名の先頭に◆が付加されています（2023年度以降）

開講科目名 ／Course	ビジュアル情報特論／Advanced Visual Computing
時間割コード ／Course Code	S2200650_S6
開講所属 ／Course Offered by	システム工学研究科／Graduate School of Systems Engineering
ターム・学期 ／Term・Semester	2026年度／Academic Year　　第1クォーター／1Q
曜限 ／Day, Period	月／Mon　4
開講区分 ／Semester offered	前期／the former term
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	1,2
主担当教員 ／Main Instructor	天野　敏之
授業形態 ／Lecture Form	講義
教室 ／Classroom	北１号館Ａ２０４／北１号館Ａ２０４
開講形態 ／Course Format
ディプロマポリシー情報 ／Diploma Policy

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Affiliation
天野　敏之	システム工学部（教員）

授業の概要・ねらい ／Course Aims	視覚情報処理およびコンピュータグラフィックスは，メディア技術，拡張現実感，コンピュータビジョンなどの基盤を成す重要な分野である．本講義では，学部科目「CGプログラミング演習」等で実装技術を習得した学生を対象に，その背後にある数理モデルおよび物理的基礎を体系的に講義する．具体的には，同次座標系に基づく幾何変換と射影の線形代数的理解，パラメトリック曲線・曲面の幾何学的定式化，物理ベースレンダリング，さらにサンプリングや再構成に関する高品位画像生成などを扱う．これにより，高度な情報技術を身につけた人材の育成をめざす．
到達目標 ／Course Objectives	コンピュータグラフィックスおよび視覚情報処理に関する幾何学的・物理的・信号処理的基礎理論を理解し，それらを数式を用いて説明できる． さらに，実装技術の背後にある理論構造を整理し，光学現象の数理モデルを構築し解析できる．
成績評価の方法・基準 ／Grading Policies/Criteria	小テストと期末試験の合計得点を60%，講義中に課す課題レポートを40%として成績を評価する．
教科書 ／Textbook	コンピュータグラフィックス編集委員会：コンピュータグラフィックス [改訂新版]，画像情報教育振興協会．ISBN 4903474496
参考書・参考文献 ／Reference Book	必要に応じて講義資料に提示する．
履修上の注意 ・メッセージ ／Notice for Students	本講義は理論的内容を中心とするが，理解を深めるために数式展開だけでなく，PCを用いた実装を伴う課題を課す．実装能力が不足している，あるいは，実装に十分な時間を確保できない場合は履修を慎重に検討すること．また，線形代数（行列演算、固有値、同次座標，射影など），ベクトル解析および微積分の基礎を理解していることを前提とする．これらが十分に理解できていない場合，受講前に習得しておくように．
履修を推奨する関連科目 ／Related Courses	線形代数（行列演算、固有値、同次座標，射影など），ベクトル解析および微積分の基礎を理解していることを前提とする． これらが十分に理解できていない場合、内容の理解が困難である。
授業時間外学修（予習・復習等）の内容 ／students learning outside of the class, preparation and review are included	1単位の学修のために必要な学修量は，授業時間と予習復習の時間をあわせて45時間と定められている．それぞれに見合う自主的学修時間を確保すること．
その他連絡事項 ／Other messages	講義資料・課題情報はMoodleに掲載する予定である．
授業理解を深める方法 ／How to deepen your understanding of classes	本講義では数式の意味を幾何学的・物理的に解釈しながら理解することが必要になる．そのため，授業時間外の自主的学習時間には関連論文を参照したり，プログラムを実装することで理解を深めることを推奨する．
オフィスアワー ／Office Hours	オフィスアワーは固定時間を設けないが，授業終了後または事前連絡により対応する．
科目ナンバリング ／Course Numbering
実務経験のある教員等による授業科目 ／Practical Experience	実践的教育 ／Practical Education 1. 該当しない 実践的教育の内容 ／Contents

No.	回（日時） ／Time (date and time)	主題と位置付け ／Subjects and position in the whole course	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考（担当） ／Notes
1	1	視覚情報とコンピュータグラフィックス	CGの歴史的位置づけ，CGとデジタル画像処理，カメラモデル
2	2	2次元図形の描画と幾何変換	図形の変換・同次座標・2次元アフィン変換
3	3	3次元座標系と射影変換の数理	3次元座標系と射影変換の数理
4	4	ビューイングパイプライン	ビューイングパイプラインの原理，クリッピング，階層モデリング
5	5	モデル表現	形状モデル，形状表現，データ構造と局所変形
6	6	形状表現の数理：パラメトリック曲線	Bezier曲線，B-spline，制御点と基底関数
7	7	形状表現の数理：パラメトリック曲面	多項式曲面，有理式曲面，パラメトリック曲面の微分幾何
8	8	ポリゴン曲面の表現と処理	ポリゴン曲面，細分化，平滑化，パラメータ化
9	9	可視判定と隠面消去	バックフェースカリング，隠面消去アルゴリズム，Zバッファ，レイトレーシング
10	10	局所照明モデルとシェーディング	光学基礎，環境光と反射，シェーディングモデル
11	11	影付け・マッピング	影付け・マッピング
12	12	イメージベーストレンダリングと大域照明モデル	画像再投影，レイデータベース，レンダリング方程式，ラジオシティ，モンテカルロ法
13	13	アニメーション	表現形態，アニメーション技法，キーフレームアニメーション，キャラクタアニメーション，実写との合成
14	14	画像処理	ダイナミックレンジと階調表現，色の表現，図形描画，画像変換
15	15	コンピュテーショナルフォトグラフィ・CGシステム	カメラ基礎（露出，フォーカス），光線記録，可視化，拡張現実感，CGシステムの構成，3次元出力
16	16	試験	講義のまとめと試験