情報科学研究科Graduate School of Computer and Information Sciences
COT500K1（計算基盤 / Computing technologies 500）コンピュータグラフィックス特論Advanced Computer Graphics
佐藤 周平Shuhei SATO
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 情報科学研究科Graduate School of Computer and Information Sciences |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2023 |
| 授業コードClass code | TZ020 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 木4/Thu.4 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory |
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Outline (in English)
【授業の概要（Course outline）】
Techniques of computer graphics (CG) are widely used in various fields, such as, Movies, Video games, CAD, medical devices, and so on. In this course, students will study advanced techniques for creating animations using physically-based simulations in CG.
【到達目標（Learning Objectives）】
Goals of this course are to acquire fundamentals of simulation methods widely used in CG, and advanced techniques for fast and easily creating animations. Students also deepen his/her understanding by surveying and presenting the latest papers.
【授業時間外の学習（Learning activities outside of classroom）】
Students should spend at least 4 hours reviewing this course and preparing presentations.
【成績評価の方法と基準（Grading Criteria /Policy）】
Midterm presentation (40%)，Final presentation (40%)，Contributions to this course (20%)
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
コンピュータグラフィックス（CG）は，代表的なゲームや映画，テレビ番組などの身近なところから，建築物の設計や医療機器など幅広く必要とされるようになっている．このように様々な分野で利用されている CG 技術の中でも，本講義では特に，物理シミュレーションを用いた映像生成についての先端的かつ高度な知識の習得を目標とする．
到達目標Goal
CGにおける物理シミュレーションを利用した映像生成に関して，CG分野で広く使われているシミュレーション手法の基礎や，映像生成を高速かつ簡単にするための高度な技術の習得を目標とする．また，自ら先端的な研究の論文について調査・発表することで，理解を深める．
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
最初の数回でCGにおける流体シミュレーション手法の基礎について解説する．その後は，制御などの発展的な方法や最近の研究など，より高度な技術について解説する．中間と最後では，指定した中から論文を各自選択し，その内容を簡単にまとめて紹介する発表会を行い，CG特有の技術についてより理解を深める．
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：イントロダクション
CGの流体シミュレーション分野の概要
2[対面/face to face]：CGにおける流体シミュレーションの基礎（１）－格子法・粒子法－
格子法，粒子法
3[対面/face to face]：CGにおける流体シミュレーションの基礎（２）－ハイブリッドな方法－
PIC，FLIP
4[対面/face to face]：発展的なシミュレーション（１）－制御－
形状制御，動きの制御
5[対面/face to face]：発展的なシミュレーション（２）－基底関数の利用－
主成分分析，ラプラシアン固有関数
6[対面/face to face]：中間発表（１）－前半－
選択した論文の内容を発表
7[対面/face to face]：中間発表（２）－後半－
選択した論文の内容を発表
8[対面/face to face]：流体映像生成に応用されている画像処理技術
シームレス画像合成，テクスチャ合成
9[対面/face to face]：シミュレーションデータの再利用（１）－高精細化－
ノイズ，ガイド，深層学習
10[対面/face to face]：シミュレーションデータの再利用（２）－編集－
データ間の補間，カット&ペースト，変形
11[対面/face to face]：その他の現象の物理シミュレーション
粘性流体，樹枝状結晶
12[対面/face to face]：最新研究紹介
CGの最新研究の紹介
13[対面/face to face]：最終発表（１）－前半－
選択した論文の内容を発表
14[対面/face to face]：最終発表（２）－後半－
選択した論文の内容を発表
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
授業の復習と発表準備を必要に応じて行うこと．本授業の準備・復習等の授業時間外学習は，各週につき4時間を標準とする．
テキスト（教科書）Textbooks
教員が作成した資料を授業にて配布．
参考書References
Robert Bridson. “Fluid Simulation for Computer Graphics” A K Peters/CRC Press, 2015, ISBN:9781482232837
Doyub Kim. “Fluid Engine Development” A K Peters/CRC Press, 2016, ISBN:9781498719926
成績評価の方法と基準Grading criteria
中間発表 (40%)，最終発表 (40%)，質疑への参加など授業への貢献度（20%）
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特になし．
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
発表時には各自の貸与ノートPCを使用する．