Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
α) Γνωστικά: Εμπέδωση των εννοιών και τεχνικών κινούμενων γραφικών σε παιχνίδια και άλλες εφρμογές, όπως κίνηση με χρήση δυναμικής, ανίχνευση και χειρισμός συγκρούσεων, σχεδιοκίνηση με τεχνικές keyframing, παραμετρικές καμπύλες για περιγραφή τροχιάς, ευθεία κινηματική. Εμπέδωση των τεχνικών υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης που χρησημοποιούνται σε παιχνίδια, όπως τεχνικές λήψης αποφάσεων και μονελοποιησης συμπεριφορας, εύρεσης διαδρομής, διεργασιακής δημιουργίας περιεχομένου. Eκθεση σε προγραμματισμό κινούμενων γραφικών, παιχνιδιών και αλγορίθμων υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης σε παιχνίδια με χρήση κατάλληλου λογισμικού (OpenGL, Unity, Unreal Engine).
β) Δεξιότητες: Απόκτηση ικανότητας χρήσης και ανάπτυξης αλγορίθμων κινούμενων γραφικών, αλγορίθμων υπολογιστικής/τεχνητής νοημοσύνης σε παιχνίδια, προγραμματισμού παιχνιδιών. Όξυνση αναλυτικών και προγραμματιστικών δεξιοτήτων.
Περιεχόμενο Μαθήματος
Ιστορική αναδρομή (γραφικά, σχεδιοκίνηση, παιχνίδια). Κατηγορίες (genres) παιχνιδιών. Βασικές έννοιες και αρχές κινούμενων γραφικών. Σχεδιοκίνηση με χρήση αρχών δυναμικής (κίνηση συστήματος σωματιδίων, δυναμική και κίνηση στερεού σώματος). Aνίχνευση και χειρισμός συγκρούσεων σε σωματίδια και στερεά σώματα. Σχεδιοκίνηση με τεχνικές keyframing. Παραμετρικές καμπύλες. Παραμετροποίηση καμπύλης ως προς το μήκος. Έλεγχος και καθορισμός ταχύτητας κίνησης επί καμπύλης. Ευθεία κινηματική και εφαρμογές στην κίνηση αρθρωτών δομών. Εφαρμογές της Υπολογιστικής/Τεχνητής Νοημοσύνης (YN/TN) στα Παιχνίδια. Μηχανές παιχνιδιών και διασύνδεση με YN/TN. Κίνηση σε παιχνίδια (steering behaviors), Εύρεση /σχεδιασμός διαδρομής σε παιχνίδια (breadth first, navigation meshes ,A*). Λήψη αποφάσεων & μοντελοποίηση συμπεριφοράς σε παιχνίδια (behavior trees, decision trees, finite state machines, reinforcement learning, supervised learning,..). Διεργασιακή δημιουργία περιεχομένου (procedural content generation) όπως ανάγλυφο εδάφους, χάρτες, πίστες, υφή, σενάριο, σε παιχνιδια (search-based approaches, machine learning- based, fractal/noise-based, grammar based, map/dungeon construction).
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
Rick Parent, Computer animation: algorithms & techniques, Morgan Kaufmann, 2002 (ή νεώτερη)
Physically based modeling, SIGGRAPH 2001 Course Notes (http://www.pixar.com/companyinfo/research/pbm2001/)
Ian Millington, John Funge, Artificial Intelligence for Games 2nd Edition, CRC Press, 2009
Yannakakis, Georgios, Julian Togelius. Artificial Intelligence and Games, Springer, 2018.
Noor Shaker, Julian Togelius, and Mark J. Nelson (2016). Procedural Content Generation in Games: A Textbook and an Overview of Current Research, Springer.
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
Interactive Computer Graphics - A Top Down Approach with Shader-Based OpenGL, E. Angel, D. Shreiner, 6th Edition
A Watt, F. Policarpo, 3D Games: Animation and Advanced Real-Time Rendering, Vol 1+2, Addison Wesley, 2003
Mat Buckland, Programming Game AI by Example, Jones & Bartlett Learning; 1st edition,2010.
Α. Watt, M. Watt, Advanced animation and rendering techniques, Addison Wesley, 1992
K. Erleben, J. Sporring, K. Henriksen, H. Dohlmann, Physics-based Animation, Charles River Media, 2005
D. Eberly, 3D Game Engine Design, Morgan Kaufmann, 2001
I. Kerlow, The Art of 3D Computer Animation and Effects, 4th Ed., J Wiley and Sons, 2009.