新潟大学 工学部情報工学科/大学院自然科学研究科電気情報工学専攻情報工学コース

講義紹介

コンピュータグラフィックス


 


シュートの再生CG画像

 コンピュータの性能が向上するにつれ,扱える情報量が飛躍的に増大しています.特にこれまで容量の大きな情報の代表格であった映像が,コンピュータ,ビデオ機器,携帯電話などの間で容易に行き来できるようになっています.個人で画像や映像などのコンテンツを制作しそれを楽しむことができる時代になってきました.そこで,コンテンツをどのように制作するのかが最も重要な課題となってきています.
 講義では,コンピュータグラフィックス=モデリング+レンダリング+アニメーション,といった考えで基礎から順を追って体系的に学びます.すなわち,モデリングでは人間などの対象を立体的に構成し,レンダリングでは立体モデルにテクスチャを貼り付け,アニメーションでは立体モデルに動作を振り付けます.さらに,光の照射や反射・屈折を考慮してリアルさを追及するとともに,カメラワークなどの演出技法や音楽や効果音も考慮します.さらに,モーションキャプチャを使ったアニメーション制作の実習も考えています.コンピュータグラフィックスは,現実の世界をバーチャルな世界でモデル化しているとも言えますので,これまで学んだ情報工学の科目はもとより,数学や物理学などの基礎科目も重要となってきます.

情報工学基礎実習 I・II

 10人程度の小人数グループに分かれ,それぞれのグループにおいてハードウェアやソフトウェアなどのものづくりを通して工学的な設計手法を学んで行く実習です.
 コンピュータアニメーションやゲームの作成,コンピュータネットワークの構築・設定など,15週の実習時間を通して,各グループ毎に様々なテーマに取り組んでいます.

コンピュータネットワーク

 現在の情報社会を支える技術には様々なものがあります.コンピュータやソフトウェア(OS,アプリ等)はもちろんですが,これらと並ぶ大切な技術としてコンピュータネットワークがあります.代表的なコンピュータネットワークと言えばインターネットですが,我々は普段からインターネット上で電子メール,WEBページへのアクセス,ソーシャルネットワーキングサービス(SNS),ネットショッピング等のサービスを利用しており,もはやこれらのサービスなしでは生活できなくなっていると言っても過言ではないと思います.
 情報工学科では,コンピュータのハードウェア,ソフトウェアの講義の他に,ネットワークについての講義(コンピュータネットワーク,ネットワーク工学)があります.コンピュータネットワークの講義では,コンピュータネットワークの歴史,基礎概念,基本技術やサービス等,コンピュータネットワークの基本を身につけます.一般的な用語になりつつある「パケット」通信の仕組み,インターネットを動かしているTCP/IP等の通信プロトコル(通信のための規約,手順)を学びながら,WEBアクセスや電子メール等の我々が普段利用しているサービスがどのように実現されているのかを考えていきます.講義だけではなく,情報工学実験IIにおいてもコンピュータネットワークに関する実験を行い,その理解を深めます.

図1    図2

図1: インターネットでは,情報はパケットに分割され,ルータと呼ばれる機器によって適切な宛先に運ばれます.宛先コンピュータは,受け取ったパケットを再構成して情報を取り出します.
図2: 情報工学実験IIのネットワーク実験

プログラミング I・II

 プログラミングIでは,今日のプログラミング開発で圧倒的な人気があり科学計算にもよく使われていれるC言語と,webブラウザ上での動作も想定したJava言語を学びます.またプログラミングIIでは,人工知能などの分野で用いられる関数型言語のLisp,論理型言語Prologを学びます.これらの授業で学んだプログラミング技術を磨く,プログラミング実習I,IIも講義に平行して行われます.

データ構造とアルゴリズム

 プログラムを作成するためには,まずどのような手順で計算を行うかをきちんと決める必要があります.このコンピュータによる問題解決の手順・手続きがアルゴリズムです.また,アルゴリズムが扱うデータをコンピュータの中に蓄えておくための形式がデータ構造です.優れたアルゴリズム及びデータ構造を設計することで,同じ問題を処理するプログラムでも,より速く,よりメモリ消費量の少ないものを作ることができます.

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