CENTRO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGÍA Y ARTE DIGITAL PLANIFICACIÓN DE LA DOCENCIA UNIVERSITARIA GUÍA DOCENTE Simulación: Sistemas dinámicos y modelos complejos
1. DATOS DE IDENTIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA. Título: Facultad: Máster Universitario en Computación Gráfica y Simulación Centro Universitario de Tecnología y Arte Digital Departamento/Instituto: Materia: Denominación de la asignatura: Realidad Virtual y Simulación Simulación: Sistemas dinámicos y modelos complejos Código: 100018012 Curso: 1 Semestre: 2 Tipo de asignatura (básica, obligatoria u optativa): Obligatoria Créditos ECTS: 3 Modalidad/es de enseñanza: Lengua vehicular: Profesor/a: Grupos: Despacho: Presencial Castellano Dr. Jose Jesus García Rueda MUCG Sala de profesores Teléfono: 916402811 Ext. 112 E- mail: jose.rueda@u-tad.com Página web: u-tad.blackboard.com 1
2. REQUISITOS PREVIOS. Esenciales: Tener conocimientos de conceptos de programación, métodos numéricos, fundamentos matemáticos y programación concurrente Aconsejables: Tener conocimientos de física 3. SENTIDO Y APORTACIONES DE LA ASIGNATURA AL PLAN DE ESTUDIOS. Campo de conocimiento al que pertenece la asignatura. Esta es una asignatura obligatoria que pertenece al módulo de Realidad Virtual y Simulación Relación de interdisciplinariedad con otras asignaturas del curriculum. Para realizar correctamente esta asignatura es esencial el aprendizaje anterior de Geometrías Proyectiva, Introducción a Apis de Representación tridimensional, Métodos numéricos, Fundamentos matemáticos, Rendering y Visualización Realista y Dispositivos Hardware. Aportaciones al plan de estudios e interés profesional de la asignatura. Esta asignatura enseña los algoritmos de creación automática de sistemas inteligentes en base a conjuntos de datos de dominios de aplicación específicos, con el fin de extraer y modelar el conocimiento encerrado en ellos para su posterior aplicación en sistema inteligente de ayuda a la decisión. En esta asignatura se estudian los conceptos fundamentales de un sistema de simulación: entrada de datos, interface de usuario, condiciones iniciales y de contorno, motor de simulación y resultados. Se estudia la evolución histórica y el estado del arte de los motores de simulación de física y de fluidos con diferentes aplicaciones: videojuegos (tiempo real), animación e ingeniería. Se estudian con más detalle los algoritmos de detección de 2
4. RESULTADOS DE APRENDIZAJE EN RELACIÓN CON LAS COMPETENCIAS QUE DESARROLLA LA ASIGNATURA. COMPETENCIAS GENERALES CG2 - Que los estudiantes sean capaces de aplicar el método científico en el estudio y análisis de fenómenos y sistemas en diversos ámbitos de la Informática, así como en la concepción, diseño y ejecución de soluciones informáticas innovadoras y originales. RESULTADOS DE APRENDIZAJE RELACIONADOS CON LAS COMPETENCIAS GENERALES El estudiante analiza los sistemas de la informática y es capaz de diseñar y programar soluciones innovadoras de Realidad Virtual. CG3 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo. Deberán de ser capaces de conocer las tendencias actuales en el campo de la simulación y la programación gráfica, y las comunidades y foros donde obtener información actualizada. CG5 - Capacidad para aplicar soluciones innovadoras y realizar avances en el conocimiento que exploten los nuevos paradigmas de la Computación Gráfica. CG6 - Que los estudiantes sean capaces de realizar modelados matemáticos, cálculo y diseño experimental en centros tecnológicos y de ingeniería de empresa, particularmente en tareas de investigación e innovación en todos los ámbitos de la programación gráfica. CG7 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las El estudiante lee y entiende artículos de divulgación y difusión relacionados con la materia de carácter avanzado El estudiante aplica y realiza soluciones innovadoras para la resolución de los problemas. El estudiante realiza modelados matemáticos y cálculo de manera innovadora con tareas similares a las realizadas en centros tecnológicos y empresas. El estudiante sabe integrar conocimientos de elevada complejidad y son capaces de aplicar los conocimientos adquiridos en un contexto social. 3
responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios. CG9 - Que los estudiantes tengan la capacidad para la aplicación de los conocimientos adquiridos y de resolver problemas en entornos complejos, nuevos o poco conocidos en contextos amplios y multidisciplinares, siendo capaces de integrar estos conocimientos. Los estudiantes aplican los conocimientos en diferentes tipos de contextos. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS CE15 - Emplear los estándares de visualización 2D y 3D de la industria digital para la presentación interactiva de una simulación gráfica RESULTADOS DE APRENDIZAJE RELACIONADOS CON LAS COMPETENCIAS ESPECÍFICAS Conoce las técnicas de modelado y visualización de objetos virtuales CE16 - Conocer los métodos empleados para la simulación de fenómenos dinámicos como la interacción entre cuerpos, los fluidos, partículas, etc. y su implementación computacional CE17 - Conocer modelos y métodos empleados en áreas diversas de aplicación de la simulación gráfica, como la física, biología, aeronáutica, medicina, industria del ocio, SIG, etc. Saber desarrollar software de simulación de fenómenos dinámicos. Requisitos. Saber argumentar el empleo de las diferentes técnicas a distintos problemas y áreas. 4
5. CONTENIDOS Sistema de simulación: entrada de datos, interface de usuario, condiciones iniciales y de contorno, motor de simulación y resultados. Evolución histórica y el estado del arte de los motores de simulación de física y de fluidos con diferentes aplicaciones: videojuegos (tiempo real), animación e ingeniería. Algoritmos de detección de colisiones, particiones espaciales, sistemas mecánicos o articulados, algoritmos de simulación de fluidos Técnicas de implementación en CPU y/o GPU analizando casos de mercado como RealFlow, Bullet y PhysX. Sistemas de simulación y modelos complejos Interconexión de diferentes sistemas de simulación en un entorno de diseño para aplicaciones civiles, militares, médicas, industriales 6. CRONOGRAMA CONTENIDOS Sistema de simulación: entrada de datos, interface de usuario, condiciones iniciales y de contorno, motor de simulación y resultados. PERÍODO TEMPORAL Evolución histórica y el estado del arte de los motores de simulación de física y de fluidos con diferentes aplicaciones: videojuegos (tiempo real), animación e ingeniería Algoritmos de detección de colisiones, particiones espaciales, sistemas mecánicos o articulados, algoritmos de simulación de fluidos Técnicas de implementación en CPU y/o GPU analizando casos de mercado como RealFlow, Bullet y PhysX. Sistemas de simulación y modelos complejos Interconexión de diferentes sistemas de simulación en un entorno de diseño para aplicaciones civiles, militares, médicas, industriales 5
7. MODALIDADES ORGANIZATIVAS Y MÉTODOS DE ENSEÑANZA MODALIDAD ORGANIZATIVA MÉTODO DE ENSEÑANZA Clases teóricas Lección magistral COMPETENCIAS RELACIONADAS CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG9, CE15, CE16, CE17 HORAS PRESENCIALES TRABAJO AUTÓNOMO TOTAL DE HORAS 22,5 0 22,5 Clases prácticas Aprendizaje orientado a proyecto CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG9, CE15, CE16, CE17 7,5 0 7,5 7,5 0 7,5 Tutorías Estudio independiente y trabajo autónomo del alumno Aprendizaje orientado a proyecto CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG9, CE15, CE16, CE17 0 30 30 Estudio y trabajo en grupo Aprendizaje cooperativo CG2, CG3, CG5, CG6, CG7, CG9, CE15, CE16, CE17 0 7,5 7,5 6
8. SISTEMA DE EVALUACIÓN ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN Evaluación continua a través del seguimiento del trabajo del alumno en el aula Evaluación parcial: práctica de simulación de fluidos. Prueba final: práctica de simulación de sólido rígido. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Participación en clase. Consecución del objetivo. Ajuste de la solución desarrollada a los requisitos solicitados. Ajuste de la solución desarrollada a los requisitos solicitados. VALORACIÓN RESPECTO A LA CALIFICACIÓN FINAL (%) 30% 20% 50% 7