3D анимация и компьютерный дизайн: программа бакалавриата ЗабГУ

В основе обучения лежит математическое ядро, включающее линейную алгебру, дифференциальную геометрию, численные методы и теорию вероятностей, которые напрямую применяются для описания траекторий движения, деформаций поверхностей и расчёта освещения. Студенты осваивают алгоритмы компьютерной графики, физические движки и методы обратной кинематики, что позволяет им программировать поведение виртуальных объектов, а не только анимировать их вручную. Параллельно с этим изучаются современные программные среды для моделирования, текстурирования и рендеринга, но акцент делается не на интерфейс, а на понимание внутренних вычислительных процессов.

Значительная часть учебного времени посвящена работе с данными: обработке результатов захвата движения, оптимизации геометрических сеток под реальные вычислительные мощности и разработке процедурных генераторов текстур и ландшафтов. Студенты учатся писать собственные шейдеры, настраивать физику твёрдых и мягких тел, а также интегрировать созданные сцены в игровые движки или интерактивные приложения. Кроме того, программа включает блок по машинному обучению, где изучаются нейросетевые подходы к генерации изображений, реконструкции трёхмерных форм по фотографиям и автоматическому риггингу персонажей.

Примерный перечень дисциплин:

• Линейная алгебра и аналитическая геометрия
• Математический анализ
• Дифференциальные уравнения
• Теория вероятностей и математическая статистика
• Численные методы
• Дискретная математика
• Математическая физика (уравнения в частных производных)
• Оптимизационные методы в компьютерной графике
• Алгоритмизация и программирование (язык C++)
• Объектно-ориентированное программирование
• Структуры данных и базы данных
• Вычислительная геометрия
• Параллельные и распределённые вычисления
• Архитектура вычислительных систем
• Операционные системы и системное программирование
• Основы компьютерной графики
• Трёхмерное моделирование
• Визуализация и рендеринг
• Шейдерное программирование
• Текстурирование и процедурная генерация материалов
• Скульптинг и ретопология в цифровом моделировании
• Физика твёрдых и мягких тел для анимации
• Динамика жидкостей и газов в симуляциях
• Кинематика и обратная кинематика
• Анимация персонажей (скиннинг, риггинг, деформации)
• Системы частиц и процедурная анимация
• Захват движения и обработка треков
• Работа в средах трёхмерного моделирования (на примере специализированных пакетов)
• Интеграция с игровыми движками (Unity / Unreal Engine)
• Основы композитинга и постобработки изображений
• Работа с дисплеями и устройствами виртуальной реальности
• Форматы данных и конвейеры экспорта / импорта ассетов
• Машинное обучение для компьютерного зрения
• Нейросетевые методы генерации изображений и 3D-форм
• Обработка и распознавание визуальных данных
• Реконструкция трёхмерных сцен по фотографиям
• Управление проектами в цифровом дизайне
• Техническое задание и оценка трудоёмкости визуальных проектов
• Правовые и этические аспекты использования цифрового контента
• Научно-исследовательский семинар по прикладной математике в графике.