PEU_W03 Podstawowa wiedza dotycząca budowy układów SoC (System on Chip). PEU_W04 Podstawowa wiedza na temat tworzenia oprogramowania dla systemów

wizyjnych czasu rzeczywistego.

PEU_W05 Podstawowa wiedza na temat projektowania i implementacji algorytmów analizy

obrazów.

Z zakresu umiejętności: PEU_U01 Umiejętność zaplanowania i wykonania eksperymentów z wykorzystaniem

elektronicznych układów cyfrowych.

PEU_U02 Umiejętność oceny przydatności i możliwości wykorzystania nowoczesnych

układów cyfrowych w optoelektronice.

PEU_U03 Umiejętność wykorzystania języków programowania do obsługi i budowy

urządzeń pomiarowych.

Z zakresu kompetencji społecznych: PEU_K01 Zrozumienie potrzeby ciągłego samodokształcania, wynikającego z konieczności

nadążania za rozwojem technologii przyrządów pomiarowych i potrzebą samodzielnego poznawania najnowszych trendów z tej dziedziny, wynikłych np. z rozwoju technologii układów półprzewodnikowych oraz technik programowania

PEU_K02 Zrozumienie potrzeby współdziałania w zespole mające na celu kreatywne

rozwiązywanie problemów.

TREŚCI PROGRAMOWE

Wy1

Wy2

Forma zajęć - wykład Wprowadzenie: podanie literatury do przedmiotu i warunków zaliczenia. Wprowadzenie do cyfrowych układów czasu rzeczywistego Elektroniczne układy cyfrowe. Klucz tranzystorowy. Bramka tranzystorowa (TTL, CMOS). Przerzutniki. Rejestry. Układy kombinacyjne i sekwencyjne

Liczba godzin

1

2

Wy3 Układy programowalne FPGA. Podstawy VHDL/ Verilog. Wy4 Cyfrowe kamery wideo Wy5 Strumieniowanie danych wideo, interfejsy VGA i HDMI Wy6 Algorytmy analizy obrazów – przekształcenia morfologiczne Wy7 Algorytmy analizy obrazów – przekształcenia kontekstowe

2 2 2 2 2

Wy8 Kolokwium zaliczeniowe

Suma godzin

2 15

Forma zajęć - laboratorium

Liczba godzin

La1 La2 La3 La4 La5- La15

Środowisko programistyczne dla układów FPGA Ćwiczenia implementacji struktur logicznych w układach FPGA Interfejsy VGA i HDMI Cyfrowa kamera wideo Algorytmy analizy obrazu: binaryzacja, filtracja, przekształcenia morfologiczne i kontekstowe Suma godzin

3 3 6 6 27

45

STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE

N1. Prezentacja multimedialna (PowerPoint) N2. Pokaz obsługi środowisk programistycznych np. Xilinx VIVADO, N3. Obsługa makiet prototypowych dla układów FPGA, N4. Zadania projektowe dla studentów: np. obsługa interfejsu HDMI, N5. Pytania sprawdzające wiedzę studentów: np. omówić przekształcenia morfologiczne

OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW UCZENIA SIĘ

Oceny (F – formująca (w trakcie semestru), P – podsumowująca (na koniec semestru) F1

P

Numer efektu uczenia się

PEU_U01, PEU_U02, PEU_U03 PEU_W01  PEU_W05

Sposób oceny osiągnięcia efektu uczenia się

Zadania projektowe. Oprogramowanie układu pomiarowego. Wykonanie pomiarów. Kolokwium zaliczeniowe z całości materiału: pytania „otwarte”, dotyczące np. budowy i działania układów programowalnych i mikrokontrolerów.

LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA

LITERATURA PODSTAWOWA:  C. Steger, M. Ulrich, Ch. Wiedemann, Machine Vision Algorithms and

Applications,Weinheim: Wiley-VCH, 2018

 P. K. Sinha, Image Acquisition and Preprocessing for Machine Vision Systems,| 2012  R. Plaza, E. Wróbel, Systemy czasu rzeczywistego, WNT, Warszawa 1988,  M. Zwoliński, Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL,

WKiŁ, W-wa 2002,

 Z. Hajduk, Wprowadzenie do języka Verilog, BTC, Legionowo 2009,

LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA:  IEEE Standard HDL Based on the Verilog HDL, IEEE, New York, 1996,  G. Micheli, Synteza i optymalizacja układów cyfrowych, WNT, Warszawa 1998, OPIEKUN PRZEDMIOTU (IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)

Dr hab. inż. Sławomir Drobczyński. slawomir.drobczynski@pwr.edu.pl

Załącznik nr 6 do ZW 121/2020

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI

KARTA PRZEDMIOTU

Nazwa przedmiotu w języku polskim: Teoria odwzorowania optycznego Nazwa przedmiotu w języku angielskim: Theory of optical imaging Kierunek studiów (jeśli dotyczy): Optyka Specjalność (jeśli dotyczy): Inżynieria Optyczna i Fotoniczna Stopień studiów i forma: Rodzaj przedmiotu: Kod przedmiotu Grupa kursów NIE

II stopień, stacjonarna wybieralny FTP002904WL

Wykład

Ćwiczenia

Laboratorium Projekt

Seminarium

Liczba godzin zajęć zorganizowanych w Uczelni (ZZU) Liczba godzin całkowitego nakładu pracy studenta (CNPS) Forma zaliczenia

30

50

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

30

75

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

Dla grupy kursów zaznaczyć kurs końcowy (X) Liczba punktów ECTS

2

3

w tym liczba punktów odpowiadająca zajęciom o charakterze praktycznym (P) w tym liczba punktów ECTS odpowiadająca zajęciom wymagającym bezpośredniego udziału nauczycieli lub innych osób prowadzących zajęcia (BU)

1,44

3

1,28

niepotrzebne skreślić

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I KOMPETENCJI SPOŁECZNYCH

1.

Optyka geometryczna

CELE PRZEDMIOTU

C1 Zapoznanie słuchaczy z zaawansowanymi zagadnieniami związanymi z optyką geometryczną oraz z profesjonalnym oprogramowaniem do projektowania i analizy układów optycznych C2 zapoznanie z dwoma trybami pracy programu Zemax: sekwencyjnym i niesekwencyjnym oraz z ich możliwościami, zaczynając na przykładzie pojedynczej soczewki, a kończąc na złożonych układach optycznych

PRZEDMIOTOWE EFEKTY UCZENIA SIĘ

Z zakresu wiedzy: PEU_W01 nabędzie szczegółowej wiedzę z zakresu optyki geometrycznej i falowej,

pozwalającą na zrozumienie działania układów optycznych

PEU_W02 nabędzie rozumienia zasad projektowania układów optycznych wraz z

wbudowanymi w jego algorytmy procedurami śledzenia biegu promienia PEU_W03 nabędzie rozumienia charakterystyk opisujących właściwości odwzorowujące

układy optyczne

Z zakresu umiejętności: PEU_U01 nabędzie e umiejętności wykorzystania profesjonalnego oprogramowania do projektowania, symulacji i oceny jakości odwzorowania układów optycznych o różnym stopniu złożoności.

PEU_U02 nabędzie umiejętności określenia na podstawie charakterystyk jakości

odwzorowania jakie oferuje określony układ optyczny

Z zakresu kompetencji społecznych: PEU_K01- rozwijanie zdolności samooceny i samokontroli oraz odpowiedzialności za

rezultaty podejmowanych działań PEU_K02 myślenia niezależnego i twórczego, PEU_K03 rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu (m.in. poprzez

środki masowego przekazu) informacji i opinii dotyczących osiągnięć optyki i nauki o widzeniu; potrafi przekazać takie informacje w sposób powszechnie zrozumiały

TREŚCI PROGRAMOWE

Forma zajęć - wykład

Liczba godzin

Wy1

Wprowadzenie, zasada Fermata, prawo załamania w postaci wektorowej

2

Wy2 Elementy rachunku wariacyjnego

2

Wy3

Zasada Fermata w postaci wariacyjnej, równania kanoniczne Hamiltona

2

Wy4 Funkcje charakterystyczne Hamiltona – przykłady zastosowań Ośrodki gradientowe, charakterystyka, równania opisujące bieg promienia

Wy5

2

2

Wy6 Ośrodki o symetrii sferycznej, rybie oko Maxwella Wy7 Ośrodki o symetrii radialnej, soczewki gradientowe, soczewki Selfoc Wy8 Refrakcyjno-dyfrakcyjne prawo załamania, układy hybrydowe, DOE

2 2 2

Wy9

Wy10

Optyka macierzowa, macierz ABCD układu optycznego, sposoby wyznaczania Wiązki w modzie TEM00, podstawowe właściwości, sposoby transformacji przez układ optyczny

4

4

Wy11 Geometryczna teoria dyfrakcji Wy12 Kaustyki a teoria katastrof

Suma godzin

4 2 30

Forma zajęć - laboratorium Zapoznanie z programem ZEMAX i jego możliwościami na przykładzie prostego, jednoelementowego układu optycznego. La2 Miary jakości odwzorowania układu optycznego i ich prezentacja w

La1

Liczba godzin 3

3

ZEMAXie Tryb sekwencyjny biegu promieni i optymalizacja parametrów układu optycznego na przykładzie dubletu achromatycznego. La4 Modelowanie struktur dyfrakcyjnych i ich wykorzystanie w korekcji

La3

3

3

La5

La6

La7 La8

aberracji chromatycznej. Ośrodki o gradientowym rozkładzie współczynnika załamania na przykładzie modelu soczewki ocznej. Tryb niesekwencyjny biegu promieni na przykładzie obrazów Purkiniego Tryb niesekwencyjny: inne możliwości Zaliczenie Suma godzin

6

6

4 2 30

STOSOWANE NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE

N1. Wykład tradycyjny: z wykorzystaniem rzutnika i tablicy N2. Laboratorium: krótkie kartkówki N3. Laboratorium: oprogramowanie: Zemax N4. Praca własna – rozwiązywanie zadanych problemów N5 Konsultacje

OCENA OSIĄGNIĘCIA PRZEDMIOTOWYCH EFEKTÓW UCZENIA SIĘ

Oceny (F – formująca (w trakcie semestru), P – podsumowująca (na koniec semestru) F1

F2

Numer efektu uczenia się

PEU_W01- PEU_W03 PEU_U01-PEU_U02 PEU_K01-PEU_K03

Sposób oceny osiągnięcia efektu uczenia się

Kolokwium pisemne

Kartkówki, projekty, sprawdzian

P=F1+F2

LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA