Asignaturas

Animación y simulación avanzada – I

Animación y simulación avanzada – I

RESUMEN:

  • Asignatura: Obligatoria
  • Nº de créditos: 4
  • Cuatrimestre: Segundo
  • Conocimientos recomendados: haber cursado Fundamentos Físicos y Matemáticos para Informática Gráfica, y conocimientos de programación en C++.

PRESENTACIÓN

La informática gráfica, los videojuegos y la realidad virtual alcanzan su mayor capacidad expresiva al visualizar escenas dinámicas. Materiales que se deforman como telas, pelo o la piel; objetos que chocan y se rompen; fluidos, gases, líquidos con distintos grados de viscosidad… son todos ellos efectos dinámicos cuya simulación cubre la asignatura. Se estudian los fundamentos físicos que los gobiernan, los métodos numéricos que permiten resolverlos, y los aspectos algorítmicos que permiten soluciones computacionales efectivas y eficientes. La asignatura tiene un enfoque altamente práctico, con el desarrollo de varias prácticas de simulación de efectos diversos. El resultado es el conocimiento de los métodos implementados en los motores de físicas más actuales, y posiciona al alumno para un entorno profesional que requiera integrar motores en videojuegos, desarrollar tools para animación, o incluso programar nuevos efectos. El equipo docente de la asignatura aúna experiencia en investigación puntera en simulación y animación en computer graphics, con la visión profesional desde NextLimit, una empresa líder internacional en el sector.

TEMARIO:

Presentación de la asignatura [PDF]

Bloque 1: Principios básicos de la animación por simulación física

  • Método masa-muelle [PDF]
  • Métodos de integración de ODEs [PDF]

Bloque 2: Animación de escenas con múltiples objetos

  • Simulación de sólidos rígidos [PDF]
  • Simulación por restricciones [PDF]
  • Detección de colisiones [PDF]
  • Resolución de contacto [PDF]

Bloque 3: Animación de fluidos

  • Introducción a la simulación de fluidos [PDF1PDF2PFD3]
  • Métodos de partículas SPH [PDF]
  • Líquidos y fuego [PDF]

Bloque 4: Animación avanzada de objetos deformables

  • FEM y mecánica del medio continuo [PDF]
  • FEM para animación de deformables [PDF]
  • Position-based dynamics [PDF]

PRÁCTICAS

  1. Deformación masa-muelle básica: [Enunciado]
  2. Deformación de grandes modelos: [Enunciado]
  3. Sólidos articulados [Enunciado]
  4. Simulación de fluidos básica. [Enunciado]
  5. Simulación de fluidos híbrida PIC/FLIP. [Enunciado]

NORMATIVA

Animación y Simulación Avanzada forma parte de un grupo de 3 asignaturas del segundo semestre que siguen una dinámica conjunta en cuanto a la distribución de contenidos didácticos y pruebas de evaluación. Junto con Procesadores Gráficos y Aplicaciones en Tiempo Real y Rendering Avanzado se da la opción de cursar una de ellas de forma completa (parte obligatoria + parte opcional), y en las otras dos sólo se exigen los contenidos y pruebas de la parte obligatoria.

En general, la asignatura que se elija como completa, además de contenidos más avanzados y prácticas extras, requiere la realización de un proyecto de investigación parcialmente guiado en el contexto de la asignatura elegida. Este trabajo puede adecuarse a los intereses del alumno de modo que suponga un primer paso en el Proyecto de Fin de Máster.

Trabajo de Fin de Máster

Trabajo de Fin de Máster

RESUMEN:

  • Asignatura: Obligatoria
  • Nº de créditos: 9
  • Cuatrimestre: Anual
  • Requisitos: Se deben tener aprobadas todas las asignaturas del Máster para su presentación.

PRESENTACIÓN

El Proyecto de Fin de Máster concluye el plan de estudios y supone la realización por parte del estudiante, de forma individual, de un proyecto bajo la supervisión de uno o más directores, en el que se integren y desarrollen los contenidos formativos recibidos, capacidades y habilidades adquiridas durante todo el período de docencia del Máster.

Los alumnos realizarán un Proyecto de Fin de Máster dentro de los campos de aplicación, demostrando metodología científica, búsqueda de información, redacción de documentación, análisis crítico, evaluación y síntesis de ideas nuevas y complejas, creación y avance tecnológico, además de objetivos específicos del tema elegido por el alumno y sus tutores.

En concreto, el Trabajo de Fin de Máster (TFM) podrá tener tres posibles orientaciones:

  1. Videojuego. Orientado a una profundización, de forma individual, en el desarrollo del videojuegos.
  2. Investigación. Se realizará en colaboración con alguno de los proyectos de investigación realizados por los profesores de Máster. El profesorado del Máster realizará diversas propuestas para su desarrollo al comienzo del curso. Algunos de ellos puede estar financiado mediante becas de colaboración.
  3. Profesional. En colaboración con alguna de las empresas que participan en el Máster, dentro del trabajo de prácticas externas que se realice en la misma, pudiendo estar alguna de ellas financiada cómo beca de excelencia. Dicho trabajo de prácticas debe tener la entidad suficiente para ser considerado un TFM.

NORMATIVA:

La normativa que se detalla a continuación extiende la normativa de la Escuela de Másteres de la Universidad Rey Juan Carlos.

Una vez realizadas las propuestas de temas para el TFM por los profesores y transcurrido el periodo de asignación de los trabajos a los alumnos, cada alumno desarrollará el trabajo atendiendo al tema que le ha sido asignado.

Una vez asignados el TFM, los alumnos deberán acudir a los despachos de los profesores, en sus respectivos horarios de tutoría, para informarse o resolver cualquier duda sobre la realización del mismo.

Cada director organizará las actividades formativas que considere más adecuadas para facilitar a los estudiantes el desarrollo de los trabajos en sus aspectos metodológicos, de documentación y de presentación de manera adecuada a la audiencia y proporcionará a los estudiantes los espacios de trabajo necesarios para su desarrollo.

Los profesores-directores tendrán entre sus obligaciones las siguientes:
a) Guiar al alumno en el logro de los objetivos marcados;
b) Proporcionar bibliografía específica que facilite la labor de documentación del alumno;
c) Discutir con el alumno los resultados y conclusiones obtenidas;

Comisión de Evaluación:

El proyecto se dará por finalizado cuando el tutor-director estime que se han alcanzado los objetivos perseguidos y que la memoria se ajusta a los estándares de calidad del Máster. Los alumnos deberán entregar al tutor un expediente académico para que este confirme que se han aprobado todas las asignaturas del Máster. En este momento, el tutor deberá emitir una autorización para la presentación del trabajo.

El tutor deberá proponer una Comisión de Evaluación Ordenar y fijar con la misma una fecha para la defensa. Esta defensa podrá tener lugar en cualquier momento, hasta la fecha tope indicada más adelante. El tutor hará llegar a los miembros de la Comisión una copia electrónica de la memoria y de la plantilla con los informes previos, que deberán rellenar, al menos 10 días antes a la defensa del proyecto. Además de las copias electrónicas, el tutor hará llegar una copia encuadernada con tapa dura azul cielo al Director del Máster.

La dirección de Máster fijará dos Comisiones Extraordinarias cada curso. Es potestad del tutor decidir si el alumno presenta ante la Comisión Extraordinaria o ante una Comisión de Evaluación Ordinaria. Si el tutor decide que su tutorando presente ante una Comisión extraordinaria deberá solicitarlo al Director del Máster un mes antes de la fecha de lectura y enviar una copia de la memoria al menos 15 días antes.

La defensa del TFM será realizada por los estudiantes de manera pública y presencial ante la Comisión de Evaluación que le haya sido asignada. Los alumnos dispondrán de 15 minutos para realizar una exposición de su trabajo. Tras la exposición la Comisión de Evaluación podrá debatir con el estudiante las cuestiones del TFM.

Solicitud de TFM:

Los alumnos que se matriculen por primera vez del Trabajo Fin de Máster o no tengan un proyecto asignado deberán solicitarlo formalmente en el tiempo y la forma que se detallan a continuación. Los alumnos que tengan un proyecto asignado y deseen cambiarlo, deben contar con el visto bueno del tutor del proyecto y pedir autorización al director del Máster.

El proceso de asignación de TFM consta de las siguientes etapas:

  • Primero se distribuirán las ofertas de becas ligadas a TFMs a través de email y/o en la página web.
  • Proyectos ofertados 22/23
  • Proyectos ofertados 21/22
    • Los alumnos que quieran proponer un proyecto, deberán encontrar un tutor entre los profesores del Máster que esté de acuerdo en dirigirlo y notificárselo al director de Máster.
  • Terminado el plazo de presentación de solicitudes, se asignarán los proyectos intentando respetar las preferencias del alumno.

DOCUMENTACIÓN


Mejores trabajos del curso 2018/19

Título: Yarn-level models for cloth simulation

Autor: Alberto Martín

Resumen: Efficient and realistic cloth simulation is an unsolved problem, with yarn-level models emerging as a new alternative thanks to new hardware capabilities. Modeling yarns as flexible rods with persistent contacts enables a very robust and efficient simulation. However, this assumption also complicates the definition of elastic deformation potentials. This work explores more accurate yarn-level cloth models together with experiments that compare model features in order to detect shortcomings in the persistent contact model. In particular, we have implemented a discrete elastic model of flexible yarns with contact which treats

yarns as unidimensional splines, together with a model that discretizes yarns using three-dimensional finite elements.

Información adicional: https://www.albertomge.com/publications

Título: Shiro: Desarrollo de un videojuego.

Autor: Alejandro López Vizuete

Resumen: Shiro es un videojuego de acción/plataformas en 2D para PC. El trascurso de la historia nos hará pasar por luchas contra enemigos, y valiéndonos de nuestra katana y shurikens debemos abrirnos camino por el pueblo hasta la batalla final contra Kuro. Nuestro protagonista, tras encontrar muerto a su maestro, el guardian de las gemas, emprende un camino para derrotar a Kuro, quitarles las gemas robadas, y así poder restaurar la paz en Japón.

Información adicional: https://alopezvizuete.itch.io/shiro

Rendering Avanzado

Rendering Avanzado

RESUMEN:

  • Asignatura: Obligatoria
  • Nº de créditos: 4
  • Cuatrimestre: Segundo
  • Conocimientos recomendados: haber cursado Gráficos 3D.

PRESENTACIÓN

En esta asignatura partimos de la descripción de modelos de iluminación locales en un intenso recorrido que nos lleva hasta las técnicas más avanzadas de iluminación global. Se hace especial hincapié en aprovechar las posibilidades que ofrecen el hardware especializado, las APIs más modernas y los algoritmos que nos ayudan a acelerar estas técnicas, para poder alcanzar un elevado grado de realismo sin alejarnos de las exigencias de las aplicaciones interactivas (tiempo real).

En la primera parte de la asignatura se profundizará en las técnicas avanzadas de generación de gráficos por computador analizando diversas técnicas que permiten aumentar el realismo de las escenas finales en tiempo real. Se abordará el mapeado de texturas, modelos avanzados de iluminación y sombreado y técnicas de generación de sombras, visibilidad, modelado basado en imagen…

En la segunda parte de la asignatura se tratarán técnicas más sofisticadas que nos permiten representar las escenas con mucho mayor realismo, son las llamadas técnicas de iluminación global: Traza de Rayos, Radiosidad, Transporte de Luz, MonteCarlo…

TEMARIO:

Presentación [PDF]

La lista de temas es meramente indicativa. Posiblemente se introducirán cambios en el temario para incorporar novedades en técnicas gráficas desarrolladas recientemente.

  • Texturas tradicionales
  • Texturas procedurales y virtuales
  • Curvas paramétricas
  • Antialiasing (Muestreo y reconstrucción)
  • Antialiasing en el dominio de la frecuencia
  • Sombras
  • Sombras Avanzadas
  • Estructuras de aceleración; Técnicas de visibilidad
  • Alpha blending; Niebla; Corrección gamma
  • Iluminación global; Ecuación de Rendering
  • Traza de rayos
  • Traza de caminos
  • MonteCarlo
  • Cachés de irradiancia y Mapeado de fotones
  • Medios participativos
  • Traza de rayos en tiempo real
  • Aproximaciones a PBR en tiempo real. Efectos Visuales
  • Motores de render comerciales: Arnold, REYES/Hyperion, etc.
  • Transferencia de radiancia precalculada
  • Modelado e Iluminación basados en imagen

PRÁCTICAS

  1. El viaje alucinante (obligatoria): [Enunciado]
  2. Trazador de Rayos (obligatoria/opcional): [Enunciado]

NORMATIVA

Rendering Avanzado forma parte de un grupo de 3 asignaturas del segundo semestre que siguen una dinámica conjunta en cuanto a la distribución de contenidos didácticos y pruebas de evaluación. Junto con Animación y Simulación Avanzada y Procesadores Gráficos y Aplicaciones en Tiempo Real se da la opción de cursar una de ellas de forma completa (parte obligatoria + parte opcional), y en las otras dos sólo se exigen los contenidos y pruebas de la parte obligatoria.

En general, la asignatura que se elija como completa, además de contenidos más avanzados y prácticas extras, requiere la realización de un proyecto de investigación parcialmente guiado en el contexto de la asignatura elegida. Este trabajo puede adecuarse a los intereses del alumno de modo que suponga un primer paso en el Proyecto de Fin de Máster.

El planteamiento consta de sesiones teóricas en las que se introduce la teoría fundamental y de sesiones prácticas en las que los alumnos conjuntamente con los profesores abordan temas más avanzados y prácticas de programación.

Los conceptos se reforzarán con la realización de prácticas y trabajos práctico

  • Clases teóricas
    • Las clases presenciales no son obligatorias, si bien se recomienda la asistencia, ya que los temas tratados en la asignatura son avanzados y sólo una pequeña fracción de lo explicado en clase se recoge en las transparencias.
    • Es posible asistir a las clases teóricas de la asignatura en calidad de oyente aunque se haya convalidado o no se curse la asignatura siempre que se esté matriculado del Máster.
    • Aquellas charlas y conferencias que se consideren de gran interés podrán ser objeto de preguntas en el examen teórico y fuente de ideas para los proyectos. Se habilitarán los recursos necesarios para su visualización.
  • Laboratorios
    • El criterio más importante es la funcionalidad:  una práctica o proyecto modesto será evaluada mucho más favorablemente que un “proyecto” ambicioso que sólo da core-dumps. Los siguientes criterios que se tendrán en cuenta son:
      • La manera de resolver el problema con el programa
      • Estructuras de datos y diseño de los algoritmos
      • Claridad y documentación en el código
      • Eficiencia y elegancia en la implementación.
    • Se procura alentar el diálogo y el trabajo en equipo, pero por favor trabajad de forma independiente (a menos que el trabajo sea en grupos).

PROYECTO DE LA ASIGNATURA

Los trabajos de investigación se realizarán entre 1 ó 2 personas. Deberán constar de la implementación de una o varias tecnologías, y se presentarán oralmente en clase. La elección del trabajo queda a disposición del alumno. Se proponen como ejemplos:

  • Simulación de cámaras físicamente correctas
  • Motion Blur mediante filtros separables
  • Campo de profundidad mediante filtros sepables
  • Modelado basado en imagen: rendering inverso
  • Estimación de error en la síntesis de imágenes
  • Radiosidad en entornos dinámicos
  • Fenómenos de interferencia e iridiscencia en traza de rayos
  • Podéis encontrar más ideas en los GPU Gems (1, 2 y 3)

CÓDIGO DE HONOR

El código que se entregue en las prácticas debe contener únicamente: código escrito sólo por ti y tus compañeros de grupo, código escrito por tí en prácticas previas o con el permiso de los estudiantes involucrados en los grupos a los que hayas pertenecido previamente, y el código de las librerías permitidas para cada una de las prácticas. En el caso del proyecto de investigación de la asignatura se pueden utilizar librerías externas con el consentimiento previo de los profesores.

Os animamos a que hableis más allá de vuestro grupo de trabajo sobre temas de diseño, depuración, matemáticas… relacionados con los proyectos (salvo en el caso en el que haya cuestiones especificas en la especificación del proyecto que los hagan susceptibles de evaluación directa). El conjunto del trabajo realizado en esta asignatura refleja vuestra madurez y se espera un comportamiento profesional. Podéis preguntar respecto a cuál es la conducta adecuada en un caso específico. Si accidentalmente habéis transgredido el código de honor es importante que lo discutáis inmediatamente con alguno de los profesores para evitar un malentendido.

Procesadores Gráficos y Aplicaciones en Tiempo Real-II

Procesadores Gráficos y Aplicaciones en Tiempo Real-II

RESUMEN:

  • Asignatura: Optativa
  • Nº de créditos: 3
  • Cuatrimestre: Primero

PRESENTACIÓN

  • Continuación de la asignatura con el mismo nombre. Se profundizará en la utilización de los procesadores gráficos en tareas de cálculos masivos.

TEMARIO:

  1. APIS gráficas para la aplicación de técnicas de renderizado y computación de alto rendimiento (Introducción)
  2. Técnicas de computación sobre el pipeline gráfico mediante la utilización de Shaders de Cómputo de OpenGL 4.3 (GLSL)
  3. OpenCL: API de arquitectura heterogénea y multiplataforma para cálculos masivos. (OpenCL)
  4. Arquitecturas e infraestructuras para el desarrollo de tareas de cómputo masivo (Grandes infraestructuras)

PRÁCTICAS

  • Compute shaders
  • OpenCL

NORMATIVA

Animación y simulación avanzada – I

Animación y simulación avanzada – I

RESUMEN:

  • Asignatura: Obligatoria
  • Nº de créditos: 4
  • Cuatrimestre: Segundo
  • Conocimientos recomendados: haber cursado Fundamentos Físicos y Matemáticos para Informática Gráfica, y conocimientos de programación en C++.

PRESENTACIÓN

La informática gráfica, los videojuegos y la realidad virtual alcanzan su mayor capacidad expresiva al visualizar escenas dinámicas. Materiales que se deforman como telas, pelo o la piel; objetos que chocan y se rompen; fluidos, gases, líquidos con distintos grados de viscosidad… son todos ellos efectos dinámicos cuya simulación cubre la asignatura. Se estudian los fundamentos físicos que los gobiernan, los métodos numéricos que permiten resolverlos, y los aspectos algorítmicos que permiten soluciones computacionales efectivas y eficientes. La asignatura tiene un enfoque altamente práctico, con el desarrollo de varias prácticas de simulación de efectos diversos. El resultado es el conocimiento de los métodos implementados en los motores de físicas más actuales, y posiciona al alumno para un entorno profesional que requiera integrar motores en videojuegos, desarrollar tools para animación, o incluso programar nuevos efectos. El equipo docente de la asignatura aúna experiencia en investigación puntera en simulación y animación en computer graphics, con la visión profesional desde NextLimit, una empresa líder internacional en el sector.

TEMARIO:

Presentación de la asignatura [PDF]

Bloque 1: Principios básicos de la animación por simulación física

  • Método masa-muelle [PDF]
  • Métodos de integración de ODEs [PDF]

Bloque 2: Animación de escenas con múltiples objetos

  • Simulación de sólidos rígidos [PDF]
  • Simulación por restricciones [PDF]
  • Detección de colisiones [PDF]
  • Resolución de contacto [PDF]

Bloque 3: Animación de fluidos

  • Introducción a la simulación de fluidos [PDF1PDF2PFD3]
  • Métodos de partículas SPH [PDF]
  • Líquidos y fuego [PDF]

Bloque 4: Animación avanzada de objetos deformables

  • FEM y mecánica del medio continuo [PDF]
  • FEM para animación de deformables [PDF]
  • Position-based dynamics [PDF]

PRÁCTICAS

  1. Deformación masa-muelle básica: [Enunciado]
  2. Deformación de grandes modelos: [Enunciado]
  3. Sólidos articulados [Enunciado]
  4. Simulación de fluidos básica. [Enunciado]
  5. Simulación de fluidos híbrida PIC/FLIP. [Enunciado]

NORMATIVA

Animación y Simulación Avanzada forma parte de un grupo de 3 asignaturas del segundo semestre que siguen una dinámica conjunta en cuanto a la distribución de contenidos didácticos y pruebas de evaluación. Junto con Procesadores Gráficos y Aplicaciones en Tiempo Real y Rendering Avanzado se da la opción de cursar una de ellas de forma completa (parte obligatoria + parte opcional), y en las otras dos sólo se exigen los contenidos y pruebas de la parte obligatoria.

En general, la asignatura que se elija como completa, además de contenidos más avanzados y prácticas extras, requiere la realización de un proyecto de investigación parcialmente guiado en el contexto de la asignatura elegida. Este trabajo puede adecuarse a los intereses del alumno de modo que suponga un primer paso en el Proyecto de Fin de Máster.

Visualización

Visualización

RESUMEN:

  • Asignatura: Optativa
  • Nº de créditos: 3
  • Cuatrimestre: Primero

PRESENTACIÓN

  • Conocer los fundamentos de las técnicas de visualización.
  • Aprender y aplicar la metodología de diseño de las herramientas de
    visualización.
  • Conocer como visualizar, comunicar y presentar información.
  • Conocer y analizar las herramientas clásicas de visualización.
  • Diseñar e implementar prototipos que permitan la creación de visualización ad-hoc.
  • Conocer las distintas formas de explorar los datos para su análisis.

TEMARIO:

PRÁCTICAS

NORMATIVA

Visualización

Visualización

RESUMEN:

  • Asignatura: Optativa
  • Nº de créditos: 3
  • Cuatrimestre: Primero

PRESENTACIÓN

  • Conocer los fundamentos de las técnicas de visualización.
  • Aprender y aplicar la metodología de diseño de las herramientas de
    visualización.
  • Conocer como visualizar, comunicar y presentar información.
  • Conocer y analizar las herramientas clásicas de visualización.
  • Diseñar e implementar prototipos que permitan la creación de visualización ad-hoc.
  • Conocer las distintas formas de explorar los datos para su análisis.

TEMARIO:

PRÁCTICAS

NORMATIVA

Visualización

Visualización

RESUMEN:

  • Asignatura: Optativa
  • Nº de créditos: 3
  • Cuatrimestre: Primero

PRESENTACIÓN

  • Conocer los fundamentos de las técnicas de visualización.
  • Aprender y aplicar la metodología de diseño de las herramientas de
    visualización.
  • Conocer como visualizar, comunicar y presentar información.
  • Conocer y analizar las herramientas clásicas de visualización.
  • Diseñar e implementar prototipos que permitan la creación de visualización ad-hoc.
  • Conocer las distintas formas de explorar los datos para su análisis.

TEMARIO:

PRÁCTICAS

NORMATIVA

Aprendizaje Automático

Aprendizaje Automático

RESUMEN:

  • Asignatura: Optativa
  • Nº de créditos: 3
  • Cuatrimestre: Primero
  • Conocimientos recomendados:

PRESENTACIÓN

Resultados de aprendizaje:

  • El alumno conocerá las técnicas básicas para aprendizaje automático.
  • El alumno aprenderá cómo usar técnicas de aprendizaje automático en el contexto de la informática gráfica.
  • El alumno sabrá identificar procesos dentro de aplicaciones gráficas y videojuegos donde el uso de aprendizaje automático mejora las prestaciones.

Breve descripción de los contenidos:

  • Aprendizaje automático supervisado.
  • Aprendizaje automático no supervisado.
  • Animación 3D mediante redes neuronales.
  • Rendering mediante redes neuronales.

Visualización

Visualización

RESUMEN:

  • Asignatura: Optativa
  • Nº de créditos: 3
  • Cuatrimestre: Primero

PRESENTACIÓN

  • Conocer los fundamentos de las técnicas de visualización.
  • Aprender y aplicar la metodología de diseño de las herramientas de
    visualización.
  • Conocer como visualizar, comunicar y presentar información.
  • Conocer y analizar las herramientas clásicas de visualización.
  • Diseñar e implementar prototipos que permitan la creación de visualización ad-hoc.
  • Conocer las distintas formas de explorar los datos para su análisis.

TEMARIO:

PRÁCTICAS

NORMATIVA

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