Razpisane teme za diplomske naloge (1. stopnja UNI, VSŠ)
LGM - Laboratorij za računalniško grafiko in multimedije
V kolikor vas katera izmed tem zanima, kontaktirajte predstojnika laboratorija prof. dr. Matijo Marolta, doc. dr. Alenko Kavčič, doc. dr. Matevža Peska ali doc. dr. Cirila Bohaka. Posivene teme niso več na voljo (so že izbrane).
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Vedno bližje smo načrtovanim misijam vesoljskih agencij v okviru katerih žejio človeka ne le začasno ampak permanentno vrniti na Luno, poleg tega pa so v načrtu tudi misije na Mars s permanentno bazo. Za takšne namene je smiselno preučiti možnosti izvedljivosti misij in najti potencialno najprimernejša območa, kjer naj se baze postavijo glede na lastnosti površja, bližine virov, zaščite pred podnebnimi vplivi, zaščite pred sevanjem ipd. Veliko parametrov je mogoče oceniti z daljinskim zaznavanjem, smiselno pa je primernost določenih področij preučiti tudi na realnih scenarijih v obliki simulacije realnih misij. Takšne scenarije je mogoče preizkusiti v obliki realističnih simulacij, kjer uporabniki (v tem primeru igralci), poskušajo izvesti predvidene naloge. Namen naloge je identificirati nove možnosti za uporabo poigritve v simulacijah realnih vesoljskih misij.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak ali as. Žiga Lesar
S postopkom histeroskopije ginekologi odkrivajo morebitne nepravilnosti v notranjosti maternic. Pred takšnimi pregledi maternice posnamejo tudi s 3D ultrazvokom in tako pridobijo njihovo volumetrično predstavitev. V našem laboratoriju smo takšne ultrazvočne posnetke maternic zelo uspešno segmentirali in pridobili predstavitev njihove notranjosti. Cilj naloge je vizualizacija notranjosti maternice, kjer bi ultrazvočne podatke stilsko preoblikovali v realistični izgled kakršnega ginekologi vidijo med histeroskopijo in vse skupaj prenesli v navidezno resničnost.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
Cilj naloge je razvoj izobraževalne igre, ki izpopolnjuje igralčeve umske ali motorične sposobnosti. Na podobnih tematikah v Laboratoriju že delamo (npr. Steady the drums! [1]), namen pa je razviti nove prijeme, predvidoma na področju učenja glasbe, socializacije in pomoči uporabniku [2]. Trenutno razvijamo prototipe na področjih izobraževanja (osnovno in srednješolsko) na področju glasbe, jezika in naravoslovno-tehničnih tematik.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
Cilj naloge je razvoj navidezno resničnostne aplikacije, ki pomaga in analizira samostojno vadbo uporabnika in analizirane podatke v ločenem (spletnem) umesniku prikazuje ekspertu.
Na podobnih tematikah v Laboratoriju že delamo (npr. Steady the drums! [1]), namen pa je razviti nove prijeme, predvidoma na področju nevroloških bolezni [2] (Parkinson, Alzheimer in podobni), ki bi uporabniku na dostopen način omogočili kontrolirano vadbo, ekspertu pa vpogled v napredek uporabnika. Temo razpisujemo v sodelovanju s strokovnjaki s področja nevrologije.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
V Laboratoriju razvijamo orodje za navideznoresničnostno komunikacijo z uporabniki z namenom treninga uporabnika v specifičnih situacijah. V VR okolju, ki ga boste razvili, bomo uporabili Metahuman za simulacijo izgleda ostalih uporabnikov, s katerimi bo uporabnik interaktiral. Ostali uporabniki bodo svoje geste in izgled simulirali na način, da bodo izrazno mimiko prenašali na simuliranega avatarja, ki bo čim bolj resničnostno odseval željeni lik v realni situaciji. Dodali bomo instrumentacijo z uporabo livelink-a in post-procesiranje z deep fake nevronskimi mrežami za pristnejši izgled. Izdelan projekt bomo evalvirali v realnem okolju z drugimi agencijami.
Literatura:
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
V sodelovanju s študenti ALUO je cilj naloge razvoj VR izkušnje/igre. Igra je sestavljena iz heterotopičnih prostorov, ki hkrati delujejo znano a tuje, udobno, a strašno. S temi postori rokujemo po logiki pustolovskih iger - kombiniramo okolje z objekti, ki jih v njem najdemo. Logika heterotopije nam pri tem zmeraj izmika tla izpod nog in nas navdaja z vertigo učinkom. Morda oko postane luna, solzna kaplja pa cel ocean. Razvoj poteka v okolju Unity, nalog vključuje razvoj logike, 2D in 3D okolja pa bodo oblikovali študenti ALUO.
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
Pri spremljanju živalskih populacij lahko uporabljamo snemalnike, ki postavljeni na različne lokacije več tednov zajemajo in hranijo zvočne signale. V temi boste raziskali kako lahko v tovrstnih posnetkih, zbranih na področju Slovenije, detektiramo in klasificiramo različna oglašanja sov, s ciljem spremljanja njihove populacije. Začeli boste s preizkušanjem obstoječih pristopov kot je BirdNet in jih prilagodili za čimboljše delovanje na zbranih podatkih. Naloga v sodelovanju z Nacionalnim Inštitutom za Biologijo.
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
Ko govorimo med razmišljanjem pogosto v govor dodajamo razna mašila kot so “eem” in “pač”. Če je teh v posnetkih veliko, lahko postanejo moteča. Cilj naloge je detekcija nekaterih mašil v govoru in njihova odstranitev oz maskiranje s signalom, ki ne bo moteč (npr. šum, ki je v ozadju posnetka sicer prisoten).
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
Sistemi za pretvarjanje slik dokumentov v tekstovno obliko (optical character recognition - OCR) dosegajo dobro natančnost pri prepoznavi “lepih” dokumentov, medtem ko njihova natančnost na zgodovinskih gradivih precej pade. S pojavom velikih slikovno-jezikovnih modelov (LVLM), le-ti lahko prav tako razpoznajo tekst na slikah in tudi pomagajo popraviti napake v obstoječih prepoznanih tekstih. V diplomski nalogi boste preučili kako bi lahko take modele uporabili za popravljanje napak pri prepoznavi na primeru zgodovinskih korpusov.
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
Del tekstovnih dokumentov so mnogokrat tudi raznovrstne tabele. V literaturi lahko zasledimo veliko modelov namenjenih prepoznavanju lokacije tabel in njihove vsebine, vendar večinoma odpovedo, ko se srečajo s starimi dokumenti in v jezikih, ki jih ne poznajo. Cilj naloge je izdelati model za detekcijo tabel v zgodovinskih dokumentih in za prepoznavanje njihove vsebine. Pri tem se boste opirali in prilagodili modele iz literature, bodisi velike slikovno-jezikovne modele ali namenske modele za prepoznavo tabel.
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
Za prepoznavanje besedil v dokumentih (OCR) se kot na drugih področjih čezdalje bolj uveljavljajo globoki modeli. Vendar za njihovo učenje potrebujemo ustrezne korpuse, ki pa jih ni enostavno pridobiti. Naloga je posvečena izdelavi generatorja dokumentov, ki bo na podlagi zbirke tekstov generiral slike dokumentov s tekstom, slikami in tabelami, ki jih bo ustrezno popačil, da bodo izgledale kot skeni (arhivskih) dokumentov. Slike bodo skupaj s tekstom predstavljale korpuse, ki jih bo moč uporabiti za učenje razpoznavalnikov.
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt
Čeprav veliki jezikovno-slikovni modeli že zmorejo dokaj natančno prepoznavati besedilo v dokumentih, to velja predvsem za dokumente v velikih svetovnih jezikih, dočim večinoma odpovedo, ko gre za zgodovinske dokumente v slovenščini in sorodnih jezikih. V ta namen bi v nalogi naučili svoj model za prepoznavo teksta v dokumentih, ki bo baziral na end-to-end globoki arhitekturi in bo ciljno učen na učnih množicah dokumentov, ki so vizualno podobni ciljnim zgodovinskim dokumentom.
Avtomatizacija cevovoda za razvoj iger z uporabo generativnih modelov in modelov LLM
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Generativni modeli se vedno bolj vpletajo v opravila, ki jih izvajamo z računalnikom. Vse več je modelov, ki jih lahko uporabimo za generiranje različnih resursov, kot so: besedilo [1,2,3], slike [4,5], glasba [6], avdia [6], video [7], 3D modeli [8]. Namen naloge je preučiti možnost uporabe takšnih modelov za izbrani del cevovoda razvoja iger. Kateri del cevovoda bi se v okviru diplomskega dela naslovil se dogovori z mentorjem.
Literatura:
Uporaba velikih jezikovnih modelov (LLMs) za razvoj zgodbe v igri
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
V igrah, predvsem v RPG-jih, je vedno bolj uveljavljena uporaba modelov LLM za razvoj ozadne zgodbe likov (npr. NPC-jev), ali za razvoj zgodbe igre v splošnem. Manj poudarka pa je na tem, da se te informacije tudi hranijo in se v prihodnje poskrbi, da se liki obnašajo v skladu s temi zgodbami. To bi lahko naslovili z neke vrste spominom oz. znanjem, kar bi lahko predstavili kot dodatno komponento, ki jo pripnemo določenim entitetam v igri (npr. na sceno, NPC-je, …). Cilj naloge je razviti primer igre, ki takšno komponento uporablja in primerjati kakšna je izkušnja igranja z in brez takšne komponente.
Literatura:
Prepoznavanje bolezni dreves iz satelitskih posnetkov (Sentinel)
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
V zadnjem času smo imele v Sloveniji dva resnejša pojava bolezni drevja. Prvi je bilo hitro širjenje lubadarja po žledolomu, ko lastniki gozdov zaradi obsežnosti žledoloma niso uspeli pravočasno odstraniti propadajočih, in s tem izpostavljenih dreves. Drugi pa je nedavno hitro razširjanje tujerodne vrste v slovenskih godovih. Gre za hrastovo čipkarko zaradi katere se je v letošnjem letu predčasno obarval velik delež hrastov. Ideja naloge je zaznavanje in sledenje takšnih dogodkov v satelitskih posnetkih, ki so na voljo preko programa Sentinel. V okviru naloge je predviden pregled in ovrednotenje obstoječih rešitev in njihova prilagoditev za uporabo v zgoraj omenjenih scenarijih.
Literatura:
Prepoznavanje posamičnih krošenj in drevesnih vrst v gozdu iz letalskih LiDAR in ortofoto posnetkov
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Države za spremljanje stanja njihovega ozemlja vse pogosteje uporabljajo tehnologijo LiDAR, ki jo v kombinaciji z zajemom ortografskih posnetov uporabljajo za zajem podatkov. Takšni podatki imajo veliko vrst uporabe med katere sodi tudi spremljanje gozdov. Tema diplomske naloge je primerjati različne obstoječe modele za prepoznavanje krošenj posamičnih dreves v gozdu in prepoznavanje njihove vrste na podlagi LiDAR podatkov. Primerjati pa želimo tudi modele, ki za enako nalogo uporabijo ortoforo podatke. Nadalje je želja prilagoditi modele za uporabo na slovenskih gozdovih in ugotoviti ali lahko z združenim pristopom še izboljšamo njihovo uspešnost. Kot stranski produkt želimo razvite modele uporabiti tudi za odkrivanje meja gozdov in dobljene rezultate primerjati z obstoječimi GIS podatki (kataster).
Literatura:
Avtomatska ekstrakcija srednjega prereza maternice
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak ali as. Žiga Lesar
Pri materničnih preiskavah ginekologi velikokrat pregledujejo maternico v t.i. srednjem prerezu ultrazvočnega zajema maternice, kjer najlažje določijo odstopanja od običajne oblike in s tem napovedujejo možnost zapletov pri zanositvi. Maternice so pri različnih ženskah lahko zelo različno ukrivljene. Prerez ginekologi pridobijo tako, da v stranskem pogledu na 3D ultrazvočne podatke ročno narišejo krivuljo, ki definira obliko srednjega prereza, nato pa sistem vzdolž te krivulje izvede prerez. V okviru naših raziskav [1] zmoremo iz 3D ultrazvočnih podatkov segmentirati obliko maternice in jo sploščiti. Iz tako sploščene oblike je veliko lažje pridobiti srednji prerez. V tako pridobljenem srednjem prerezu želimo nadalje vizualizirati odstopanja od srednje oblike maternice, kot smo jo pridobili v naši raziskavi (npr. z uporabo predznačene funkcije oddaljenosti).
Literatura:
Upodabljanje 3D scen v volumne
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Volumetrična predstavitev podatkov si dandanes utira pot tudi v vsakdanjo uporabo. S sodobnimi pristopi kot so NeRF [1] in Block-NeRF ter njune prilagoditve in razširitve je dandanes mogoče iz nekaj fotografij rekonstruirati 3D scene in se skozi njih interaktivno premikati. Ideja diplomske naloge je izdelava orodja za upodabljanje običajnih 3D scen, izdelanih v programu Blender, v volumetrično obliko. V okviru diplomske naloge je cilj razviti vtičnik za Blender, ki bo omogočal, da poljubno sceno upodobimo v volumen, pri čimer imamo možnost izbrati kateri del scene naj upodobljeni volumen vsebuje, resolucijo upodobljenega volumna, način shranjevanja lastnosti materiala (gostota, barva, osvetlitev), shranjevanje v BVP format, podpora animiranim scenam ipd. Takšne podatke je nato moč upodobiti v spletnem orodju za upodabljanje volumnov VPT [3]. Pri tem je potrebno nasloviti več izzivov: določitev materialov znotraj zaprtih objektov, kaj narediti z odprtimi mrežnimi modeli (odebelitev), ipd.
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak, as. Manca Žerovnik Mekuč
V posamezni celici se nahaja veliko število organelov in drugih struktur (npr. jedro, mitohondriji, golgijevi aparati, fuziformni vezikli, mikrotubuli ipd.), ki jih lahko prepoznamo v mikroskopskih podatkih, zajetih z najnovejšimi pristopi v elektronski mikroskopiji. Cilj naloge je segmentirati različne strukture znotraj celice. Naloga v sodelovanju z Inštitutom za biologijo celice. V okviru naloge želimo preizkusiti najnovejše segmentacijske pristope in jih ovrednotiti na bioloških podatkih.
Literatura:
Nadgradnja tekmovalnega sistema Bober
Kontakt: doc. dr. Alenka Kavčič
Za izvedbo tekmovanja iz računalniškega mišljenja ACM Bober (https://bober.acm.si/) uporabljamo spletni tekmovalni sistem, ki omogoča tako tekmovanje preko spleta kot tudi ustrezno administracijo (npr. priprava tekmovalnih skupin, nalog, podelitev priznanj tekmovalcem in mentorjem, prijava šol na tekmovanje, različne statistike ...). V okviru diplomske naloge boste obstoječi sistem nadgradili z dodatnimi funkcionalnostmi. Za konkretne naloge se bomo dogovorili skupaj z administratorjem sistema. Obstoječi sistem temelji na ogrodju Django.
Mobilna aplikacija za prikaz in analizo podatkov o porabi električne energije
Kontakt: doc. dr. Alenka Kavčič
S prehodom na nov način obračunavanja omrežnine marsikatero gospodinjstvo ne ve, kako optimizirati svojo porabo električne energije, da bo račun za elektriko čim nižji. Pri tem lahko pomaga pregled podatkov o pretekli porabi (npr. porqabi v obdobju zadnjega leta). V okviru diplomske naloge izdelate mobilno aplikacijo, ki omogoča pridobitev podatkov o porabi električne energije za določenega odjemalca za določeno obdobje. Aplikacija naj te podatke ustrezno smiselno vizualno prikaže in z njihovo pomočjo naredi ustrezne simulacije za porabo v prihodnje. Simulacije naj omogočajo spreminjanje različnih parametrov (npr. dogovorjene moči v posameznih blokih) in prikaz različnih scenarijev prihodnje porabe.
Avtomatizacija kombinacij spojin za odkrivanje bolezni
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
Pri Alzheimerjevi bolezni se v možganih sprošča specifična spojina, ki postopoma prehaja v krvni obtok. Strokovnjaki na področju kemijske sinteze so sposobni razviti receptorje, ki se vežejo na to spojino v krvi. Če bi lahko natančno opredelili fluorescenčne lastnosti teh končnih spojin, bi lahko raziskovalcem omogočili osredotočenje na najbolj perspektivne tarčne molekule. Razpolagamo z naborom spojin, informacijami o okolju njihove sinteze ter njihovimi fluorescenčnimi lastnostmi. Potrebno je iz strukturnih značilnosti spojin izluščiti atribute, ki bi omogočili napovedovanje ustreznosti določene spojine pred njeno sintezo.
[1] Joung, Joonyoung Francis; Han, Minhi; Jeong, Minseok; Park, Sungnam (2020). DB for chromophore. figshare. Dataset. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.12045567.v3
Razvoj spletne aplikacije za igranje šaha v 3
Kontakt: prof. dr. Matija Marolt ali doc. dr. Ciril Bohak
Obstaja več izpeljank osnovne šahovske igre za 3 igralce. V okviru diplomskega dela je predviden razvoj spletnega mesta za igranje ene različice takšne šahovske igre. Glavni cilj naloge je implementacija uporabniškega dela aplikacije, od vmesnika do upravljanja z uporabniki, podpore sočasnemu igranju več trojic igralcev, njihovo gručenje, vodenja statistike, ipd. Predviden je tudi razvoj zalednega dela, ki bo hranil posamezne partije (časovno vrsto potez), ki si jih bodo lahko kasneje ogledali igralci, lahko pa se bodo uporabile tudi v razvoju računalniških nasprotnikov z različnimi stopnjami težavnosti in kasnejšemu iskanju vzorcev v partijah. Predviden je razvoj prilagodljivega uporabniškega vmesnika, ki bo uporaben na različnih napravah (računalnik, tablica, mobitel). Predvidena je tudi uporaba ločeno razvitega sistema računalniškega nasprotnika, ki teče na strežniku.
Segmentacija in analiza mitohondrijev v mikroskopskih volumnih
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Mitohondriji imajo pomembno vlogo v celici, saj so ključni pri ustvarjanju energije, ki jo za življenje potrebujejo živi organizmi. Cilj diplomske naloge je iz mikrobioloških mikroskopskih volumnov segmentirati mitohondrije različnih plasti celic, jih analizirati in primerjati ter na podlagi dobljenih rezultatov ugotoviti kako se morebiti med seboj razlikujejo. Zanima nas tako njihova celostna oblika kot struktura njihove notranje membrane, ki je ključna pri ustvarjanju ATP-ja. Dobljene rezultate želimo tudi ustrezno vizualizirati.
Literatura:
M. Ž. Mekuč, C. Bohak, E. Boneš, S. Hudoklin, R. Romih and M. Marolt. "Automatic segmentation and reconstruction of intracellular compartments in volumetric electron microscopy data." Computer methods and programs in biomedicine 223 (2022): 106959.
Segmentacija bioloških mikroskopskih volumnov
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
S segmentiranjem celičnih struktur lahko izoliramo in analiziramo specifične strukture znotraj celice, kar omogoča podrobnejše in celovitejše razumevanje njenega delovanja in obnašanja ter njihove porazdelitve znotraj celice. Ta tema se osredotoča na segmentacijo takšnih struktur [1,2] znotraj mikroskopskih volumnov in preizkušanje več obstoječih pristopov globokega učenja. Radi bi segmentirali membrane celičnih organelov in celične membrane (plazmaleme) ter analizirali njihovo prostorsko razporeditev in korelacijo. Poleg tega bi radi vizualizirali rezultate znotraj obstoječega ogrodja za volumetrično upodabljanje [3].
Literatura:
Rekonstrukcija in analiza mikroskopskih tomografij
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Volumetrično predstavitev mikroskopskih mikrobioloških podatkov lahko pridobimo z uporabo različnih tehnik. Ena izmed njih enje tomografija, kjer vzorce serijsko zajamemo iz različnih zornih kotov (t.i. tilt-series) in za njihovo rekonstrukcijo uporabimo računsko tomografijo. Cilj te naloge je rekonstruirati volumne iz tako zajetih sekvenc in na njih preizkusiti obstoječe pristope za njihovo segmentacijo [2,3]. Pridobljene rezultate želimo vizualizirati znotraj obstoječega ogrodja [4].
Literatura:
Pretvorba 3D mrežne geometrije v modele sestavljene iz elementov LEGO
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Izdelava novih kompletov LEGO kock poteka praviloma ročno v modelirnih programih, ki ponujajo osnovne gradnike kock LEGO, ali pa v resničnem okolju iz pravih elementov LEGO. Pri tem se posamezniki velikokrat zelo trudijo najti čimbolj optimalno obliko modelov, hkrati pa poskrbeti tudi za njihovo ustrezno trdnost. Cilj naloge je izdelati enega ali več algoritmov za pretvorbo izbranih tipov mrežnih modelov v modele sestavljene iz kock LEGO (npr. za stavbe, za avtomobile, …). Pri tem se lahko opirate na obstoječe rešitve navedene med viri (ali širše), ideja pa je razviti tudi kakšno lastno rešitev, ki izboljša obstoječe pristope.
Literatura:
Volumetrično osnovani posebni efekti v igrah
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak ali as. Žiga Lesar
Posebni efekti v igrah so v večini primerov še vedno predstavljeni ali z 2D geometrijo - panoji (sprites) ali preprosto 3D mrežno geometrijo z dodanimi teksturami. Ideja diplomske naloge je implementirati prave 3D efekte eksplozij, dima in podobnih efektov, ki bodo predstavljeni z volumnom pri izredno nizki ločljivosti in bodo imeli dodane detjle s proceduralno generiranimi teksturami podrobnosti in bodo realnočasnovno nadvzorčeni do želene ločljivosti.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
Cilj naloge je razvoj navidezno resničnostne aplikacije, ki pomaga in analizira samostojno vadbo uporabnika in analizirane podatke v ločenem (spletnem) umesniku prikazuje ekspertu.
Na podobnih tematikah v Laboratoriju že delamo (npr. Steady the drums! [1]), namen pa je razviti nove prijeme, predvidoma na področju nevroloških bolezni [2] (Parkinson, Alzheimer in podobni), ki bi uporabniku na dostopen način omogočili kontrolirano vadbo, ekspertu pa vpogled v napredek uporabnika. Temo razpisujemo v sodelovanju s strokovnjaki s področja nevrologije.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
V Laboratoriju razvijamo orodje za navideznoresničnostno komunikacijo z uporabniki z namenom treninga uporabnika v specifičnih situacijah. V VR okolju, ki ga boste razvili, bomo uporabili Metahuman za simulacijo izgleda ostalih uporabnikov, s katerimi bo uporabnik interaktiral. Ostali uporabniki bodo svoje geste in izgled simulirali na način, da bodo izrazno mimiko prenašali na simuliranega avatarja, ki bo čim bolj resničnostno odseval željeni lik v realni situaciji. Dodali bomo instrumentacijo z uporabo livelink-a in post-procesiranje z deep fake nevronskimi mrežami za pristnejši izgled. Izdelan projekt bomo evalvirali v realnem okolju z drugimi agencijami.
Literatura:
Vizualni model citosola
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
V okviru naših raziskav razvijamo proceduralne pristope za celostno modeliranje celic vključno s subceličnimi strukturami. Največji delež v vsaki celici predstavlja citosol, ki je tekoči del citoplazme evkariontske ali prokariontske celice. Sestoji iz vode in v njej raztopljenih ionov ter vodotopnih molekul. Cilj diplomske naloge je izdelati proceduralni generativni model citosola, ki verodostojno generira to celično tekočino za namene upodabljanja. Ta celična tekočina je v posameznih predelih celice zaradi različnih raztopenih snovi neenakomerno gosta, kar vpliva na njene optične lastnosti - sprememba v lomnem količniku svetlobe zaradi česar prihaja do različnih popačenj pri upodaljanju. Ker tekočina v celici ne miruje, želimo simulirati njen pretok znotraj celice kar se odraža v vizualni spremembi.
Literatura:
Simulator za vizualizacijo podatkov projekta Znanost na sferi (SoS)
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Projekt Znanost na sferi (Science on a Sphere) je namenjen popularizaciji različnih geolociranih podatkov, ki prikazujejo izbrano tematiko na področju celotne zemlje. Naj si gre za prikaz različnih statističnih podatkov ali vnaprej pripravljenih “zgodb” o dogajanju na našem planetu iz najrazličnejših vidikov. Medtem ko so podatkovne zbirke na voljo vsem, je sistem za njihov prikaz plačljiv. Ideja naloge je, da se razvije spletni vmesnik za prikaz vsebin pripravljenih v okviru projekta in se takšne podatke vizualizira na spletu. Predvidena je uporab spletnega igralnega pogona Babylon.js, lahko pa se celoten vmesnik razvije tudi z uporabo nižjenivojskega vmesnika RenderCore. V obeh primerih je predvidena uporaba tehnologije WebGPU, saj omogoča dosti boljši izkoristek virov, kot tudi implementacijo lastnih računskih senčilnikov.
Tema je primerna tudi za magisterij, kjer pa je predvideno, da se poleg obstoječega izdela še sistem za pogovorno interakcijo s sfero z LLM (npr. s ChatGPT ali ekvivalentnim sistemom), kjer se lahko uporabnik pogovarja s sfero in definira kaj naj se na njej prikaže, kaj poveča, …
Literatura:
Avtomatsko generiranje opisov scen v virtualnem okolju za namene komunikacije z LLM
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Pri razvoju iger se velikokrat srečamo z dejstvom, da je potrebno velike dele okolij napolniti z avtonomnimi liki (Non-Playable Characters - NPC-ji), s katerimi lahko igrwlci interaktirajo. Pri tem je potrebno tem likom podati neko ozadno zgodbo, ki se večinoma ustvarjajo ročno. Takšne zgodbe so statične in like je težko enostavno prestaviti v neko novo okolje ki ni bilo zajeto v zgodbi.
Medtem ko na izdelavi avtonomnih likov z uporabo LLM poteka že ogromno raziskav, pa je področje avtonomnega prepoznavanja in vpenjanja v okolje še neraziskano. Cilj diplomske naloge je razviti ogrodje za avtomatsko ustvarjanje opisa okolja v igri kot ga avtonomni lik vidi in dojema na določeni lokaciji. To bi dosegli tako da pogled iz določene točke zajamemo s t.i. fotosferično upodovitvijo v izbranih točkah scene. Takšne fotosfere nato segmentiramo s splošnimi segmentacisjkimi modeli kot je Segment [1] oz ekvivalentnimi pristopi, ki nam izločijo posamezne elemente scene. Tako prepoznane elemente lahko nato avtomatsko povezžemo v gruče kar lahko v povezavi z grafom scene uporabimo za tvojenje opisov scene z določenega položaja.
Ideja je, da lahko takšen opis prostora kjer se avtonomni lik nahaja, skupaj z grafom scene, podamo kot dodaten parameter modelu LLM za bolj realno generiranje pogovora z igralcem.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Alenka Kavčič
Tiskani zapisniki sej deželnega zbora kranjskega (1861-1918) so bili optično prebrani in za vsak zapisnik je pripravljena datoteka pdf z besedilom, pridobljenem s samodejno optično razpoznavo znakov OCR (optical character recognition). Značilnost teh zapisnikov je, da knjige stare, zapisi so dvojezični (v slovenščini in nemščini), da se uporablja star jezik in da je nemško besedilo zapisano v gotici. Posledično pri samodejni razpoznavi znakov prihaja tudi do večjih napak (OCR ne deluje povsod dobro). Cilj diplomske naloge je, da na podlagi statistike pojavitve besed in popravne razdalje poiščete ter ustrezno popravite napake v besedilu, ki so nastale pri samodejni razpoznavi črk.
Nadgradnja spletnega pregledovalnika datotek pdf
Kontakt: doc. dr. Alenka Kavčič
Obstoječi spletni pregledovalnik datotek pdf uporablja knjižnico pdf.js za prikaz dokumenta v formatu pdf in za iskanje po tem dokumentu. V okviru diplomske naloge bi izdelali napreden iskalnik v pdf dokumentu na spletu, ki bi v prikazanem dokumentu omogočil iskanje po ključnih besedah (povezanih z AND ali OR), po frazah (navedene v narekovajih) in po lemah ter ustrezen prikaz najdenih rezultatov. Vsak pdf dokument ima tudi pripadajoči dokument v obliki xml, v katerem se izvaja samo iskanje (kar omogoča iskanje po lemah). Za prikaz rezultatov bo potrebno vsebino xml povezati s pdf.
Vizualni gradniki za podatkovno analitiko na spletu
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak ali Žiga Lesar
Cilj naloge je zgraditi poenoteno zbirko vizualnih gradnikov za podatkovno analitiko na spletu za vizualizacijo najrazličnejših informacij pridobljenih iz podatkov. Za osnovo se lahko vzame katero izmed obstoječih prostodostopnih uveljavljenih zbirk, ki se jih prilagodi in dopolni z dodatnimi gradniki potrebnimi za prikaz informacij s pordročja 3D vizualizacij. Željen je futuristični izgled komponent s podporo svetli in temni temi.
Literatura:
Razširitev volumetričnega sledenje poti s podporo spektralni predstavitvi svetlobe
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak ali Žiga Lesar
Volumetrično upodabljanje se vse bolj vpenja v realno-časovno računalniško grafiko in pomembno je, da je z njim mogoče upodobiti scene čimbolj realistično. Za doseganje bolj realističnega upodabljanja, kot je na voljo v trenutni implementaciji [1], želimo v ogrodje dodati podporo spektralni predstavitvi svetlobe. S tem lahko obnašanje svetlobe simuliramo še natančneje in dosežemo pojave kot so razklon, fosforescenca, kromatična aberacija in podobne. Cilj naloge je ogrodje implementirano v tehnologiji WebGPU, razširiti in dopolniti, da bo podpiralo želene funkcionalnosti.
Literatura:
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
V sodelovanju z Inštitutom za biologijo celice smo pripravili avtomatske algoritme za segmentacijo volumetričnih podatkov celice, ki temljijo na konvolucijskih nevronskih mrežah.
Cilj naloge je pripraviti ogrodje, ki bi za naučene modele omogočilo inferenco v brskalniku, tako da bi uporabnik lahko preizkusil delovanje modela na svojih podatkih. Za izvedbo inference se uporabi ogrodje ONNX [1], ki omogoča uporabo modelov naučenih z različnimi ogrodji na spletu. Poleg integracije modelov bo treba razviti tudi ustrezen uporabniški vmesnik za kar je predvidena kakšnega sodobnega ogrodja kot sta na primer Vue [2] ali React [3].
Kontakt: Žiga Lesar
Pri upodabljanju volumetričnih podakov moramo lokacijam v prostoru pripisati različne optične lastnosti, npr. gostoto, barvo, emisivnost, parametre sipanja ipd. To preslikavo opravlja t. i. prenosna funkcija, z njenim prilagajanjem pa lahko upodabljamo različne medije, npr. oblake, meglo, ogenj, trdne snovi ipd. Poleg tega se optične lastnosti medijev običajno spreminjajo glede na vrednost volumetričnih podatkov ali njihovega gradienta. Prilagajanje prenosne funkcije je dokaj težaven in uporabniku neprijazen postopek. Cilj naloge je zasnovati model prenosne funkcije, s katerim bi generirali prenosne funkcije in jih uporabniku prikazali prek galerije predogledov. Model naj bi upošteval tudi trenutno izbrano prenosno funkcijo, tako da bi bilo moč izvajati le lokalne perturbacije. Študent naj bi implementirane pristope medsebojno primerjal in ovrednotil.
Kontakt: Žiga Lesar
Shranjevanje volumetričnih podatkov v praksi je v veliki meri odvisno od vsake aplikacije posebej. Obstaja nekaj formatov, ki so v širši uporabi, toda imajo velike pomanjkljivosti: pogosto je na voljo zelo omejen nabor formatov vokslov, ne dovoljujejo shranjevanja večkanalnih volumnov ali več ločenih volumnov v eni datoteki, ne omogočajo učinkovitega dostopa do podatkov in metapodatkov prek spletne povezave … Za ta namen smo razvili format BVP, ki združuje dobre pristope obstoječih formatov, poleg tega pa je primeren za uporabo na spletu. Cilj naloge je implementacija orodja za obdelavo volumetričnih podatkov (filtriranje, obrezovanje, pretvorba med formati vokslov) in shranjevanje v formatu BVP.
Postprodukcijski efekti na volumetričnih slikah in videu
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Volumetrične (3D) slike in video so vse bližje praktični uporabi, kot je pokazal tudi nedavni poskus prenosa volumetričnega videa NBA tekme [1], kjer lahko gledalci sami izberejo kje v prostoru se bodo nahajali in kam bodo gledali. Takšni podatki pa so nekaj povsem običajnega na nekaterih drugih področjih (npr. astronomija, meteorologija, mikrobiologija, medicina, fizika visokih energij, …). Ideja diplomske naloge je razviti/dopolniti upodobljevalni cevovod, ki je v uporabi v spletnem orodju za upodabljanje volumetričnih podatkov VPT [2], za takšne podatke, ki bo omogočal aplikacijo postprodukcijskih efektov nad volumetričnimi podatki in bo implementiran na principu odloženega upodabljanja.
Morski biomi po vzoru Whittakerjevih biomov
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Rastlinske vrste na kopnem so razporejene po posameznih predelih glede na to kako so prilagojene za življenje v določenih pogojih (kot so temepratura, vlažnost, obsijanost, ipd.). V kolikor se ti pogoji skozi čas spreminjajo se ustrezno med območji premikajo tudi rastlinske vrste. Rastline je v različne biome razporedil Whittaker [1], njegova razporeditev pa se zelo pogosto uporablja pri generiranju realištični z rastjem prekritih terenov. Podobno velja tudi za morsko rasthe in korale. Tudi zanje velja, da preferirajo določene pogoje pod katerimi močno uspevajo in ko se ti pogoji spremenijo, rastje izumre ali se preseli. V okviru diplomske naloge bi bilo potrebno najprej v povezavi z biologi definirati takšno rastje (tukaj je potrene nekaj samoiniciative pri iskanju pomoči). Nato pa bi se izdelalo okolje, ki simulira kako se takšni biomi skozi čas premikajo, če se spreminjajo pogoji. Generator terena na podlagi uporabe takšnih biomov je v okviru svoje diplome izrelel Primož Pečar.
Interpolacija odsevnih sond za hitro upodabljanje odsevnih materialov
Kontakt: Žiga Lesar
Med večjimi izzivi pri interaktivni računalniški grafiki je pravilno upodabljanje gladkih materialov in odsevov v tovrstnih materialih. Izgled odseva namreč narekuje okolica predmeta, zato je kvaliteta izrisa povsem odvisna od kvalitete vzorčenja okolice. Sledenje poti v tem primeru tvori pravilne rezultate, toda za potrebe interaktivne računalniške grafike je bistveno prepočasno. V praksi problem pogosto rešujemo tako, da okolico izrišemo vnaprej v fiksnih točkah v prostoru (s t. i. odsevnimi sondami), med izvajanjem upodobitve pa izrisane slike le vzorčimo. Pri tem moramo neizogibno interpolirati med odsevnimi sondami glede na položaj površine v prostoru, kvaliteta izrisa pa je tako odvisna od kvalitete interpolacije. V diplomskem delu boste raziskali interpolacijo odsevnih sond z globokimi modeli in njeno delovanje prikazali v prototipni aplikaciji. Dobljene rezultate boste kvalitativno in performančno ovrednotili ter primerjali z rezultati obstoječih metod.
Inkrementalna rekonstrukcija slike iz razpršenih podatkov
Kontakt: Žiga Lesar
V računalniški grafiki moramo pogosto zmanjšati količino podatkov, da naše metode delujejo v realnem času. Pri metanju žarkov na primer želimo zmanjšati število svetlobnih žarkov, ki jih pošljemo v sceno, saj je količina žarkov neposredno povezana s hitrostjo upodabljanja. Več žarkov lahko pošljemo v delih slike, kjer pričakujemo več detajlov, manj žarkov pa v bolj homogene dele slike. Ker so žarki naključno razporejeni po končni sliki, govorimo o razpršenih podatkih. Za prikaz na zaslonu moramo končno sliko rekonstruirati iz razpršenih podatkov, tako da za vsak piksel izračunamo njegovo barvo. Cilj diplomske naloge je razvoj algoritma za rekonstrukcijo slike iz tovrstnih razpršenih podatkov. Ker lahko nabor razpršenih podatkov sproti razširjamo z dodajanjem novih žarkov, mora algoritem delovati inkrementalno, torej mora nove podatke čim hitreje vključiti v rekonstrukcijo. Razvita metoda bo uporabna ne le pri metanju žarkov, temveč tudi pri vizualizaciji oblakov točk, kompresiji slik in rekonstrukciji izgubljenih podatkov.
Prenos stila letalskih posnetkov generirane pokrajine v realistični izgled
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Ideja naloge je, da vzamemo generator pokrajine, tako samega terena [1], rastja kot rastja [2] in urbanih delo [3] v, z njim izdelamo modele pokrajine, ki jih nato zajamemo iz perspektive kot so zajeti letalski posnetki z ortho perspektivo. Tako zajete posnetke želimo nato pretvoriti v realistični stil kot ga imajo realni letalski posnetki z razvojem in treniranjem lastnega globokega modela za prenos stilov [3-6].
Proceduralno generiranje in upodabljanje podvodnih struktur in organizmov
Kontakt: Žiga Lesar
Razvili boste metode za proceduralno generiranje podvodnih struktur in organizmov, kot so npr. rastline, korale, koralni grebeni, previsi in jame, ter poskrbeli za njihovo realnočasovno in prepričljivo upodabljanje. Za upodabljanje podvodnih scen boste implementirali enojno sipanje svetlobe, za upodabljanje vodne površine pa boste uporabili metodo inverzne Fourierjeve transformacije. Posebno pozornost boste morali posvetiti prilagajanju natančnosti izrisa, saj želimo ohraniti detajle na predmetih blizu kamere.
Literatura:
Primerjava metod za rekonstrukcijo površin
Kontakt: Žiga Lesar
V nalogi boste implementirali in primerjali najpogostejše pristope za rekonstrukcijo površin iz oblakov točk, volumetričnih podatkov in implicitnih funkcij. TODO: alpha shapes, ball pivoting, marching triangles, bloomenthal
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
Cilj naloge je razvoj spletne aplikacije za ritmični in intervalni narek, ki bosta delovali z zajemom zvoka iz mobilne naprave. Aplikaciji predstavljata inverzni model učenja obstoječih aplikacij za treniranje glasbenega spomina, ki ju boste vgradili v platformo za igrifikacijo glasbene teorije Trubadur (https://trubadur.si). Platforma združuje poigrene aplikacije za vadbo intervalnega in ritmičnega nareka. Trenutni stack je Laravel+ Flutter v trenutni razvojni verziji 2.0.
Projekt razvijamo v sodelovanju s Konzervatorijem za glasbo in balet, Ljubljana, kjer platformo uporabljajo pri pouku glasbene teorije. Pri razvoju aplikacije boste uporabili agilne pristope evalvacije uporabniškega vmesnika in izvedli A/B testiranje s študenti. Pripravljamo tudi longitudinalno študijo uporabe platforme, kjer je predvideno večmesečno testiranje. Predviden znanstveni prispevek je vsaj 1 SCI članek.
Literatura:
http://lgm.fri.uni-lj.si/wp-content/uploads/2022/09/116041731.pdf
Kontakt: doc. dr. Ciril Bohak
Dandanes veliko ljudi dobršn del časa preživi v virtualnih svetovih. Marsikateri izmed njih želi doseči čim večjo preslikavo stvari iz realnega sveta v virtualnega. Zelo hitro pa se zgodi, da uporabniki v virualnem svetu naletijo na izdelek, ki ga iz svojeg aokolja poznajo v drugačni obliki in je produkt konkretnega podjetja. Ideja je izdelati spletno storitev povezano z vtičnikom za igralni pogon (npr. Unity ali Unreal Engine), ki omogoča podjetjem svoje produkte ponuditi tudi za uporabo v virtualnem svetu za nemene promocije. Podjetje lahko tako preko spletne strani naloži 3D model model svojega produkta (morda tudi preko vtičnika kakšnega 3D modelirnega programa - Blender). Izdelkom se pripoji ustrezne oznake in/ali kategorije. Na drugi strani lahko uporabniki igralneg pogona preko vtičnika brskajo po zbirki in izberejo izdelke, ki jih želijo vstaviti v svoj virtualni svet. Vse skupaj je moč dodatno nadgraditi monetizacijo. Možni scenariji:
TV signali, še posebej v SD, vsebujejo precej popačenj slike, ki nastanejo kot posledica video kompresije. V nalogi boste preučili kako lahko izboljšamo kvaliteto video posnetkov z uporabo modelov globokega učenja in izdelali sistem, ki bo v realnem času tekel na platformi Nvidia Jetson Xavier.
Razvoj zalednih funkcionalnosti platforme Trubadur
Cilj diplomske naloge je nadaljnji razvoj platforme za igrifikacijo glasbene teorije Trubadur (https://trubadur.si). Platforma združuje poigrene aplikacije za vadbo intervalnega, ritmičnega in harmonskega nareka. Na zalednem delu želimo uporabnikom ponuditi nekatere funkcionalnosti LMS sistemov, kot so komunikacija med uporabniki, zmožnost izdelave izzivov in testov, personalizacija vadbe in napredna statistika uporabnikov. Trenutni stack je Laravel + Vue.js. Projekt razvijamo v sodelovanju s Konzervatorijem za glasbo in balet, Ljubljana, kjer platformo uporabljajo pri pouku glasbene teorije.
Kontakt: doc. dr. Matevž Pesek
Cilj magistrske naloge je razvoj spletne aplikacije za harmonski narek, ki jo boste vgradili v platformo za igrifikacijo glasbene teorije Trubadur (https://trubadur.si). Platforma združuje poigrene aplikacije za vadbo intervalnega in ritmičnega nareka. Trenutni stack je Laravel + Vue.js
Projekt razvijamo v sodelovanju s Konzervatorijem za glasbo in balet, Ljubljana, kjer platformo uporabljajo pri pouku glasbene teorije. Pri razvoju aplikacije boste uporabili agilne pristope evalvacije uporabniškega vmesnika in izvedli A/B testiranje s študenti. Pripravljamo tudi longitudinalno študijo uporabe platforme, kjer je predvideno večmesečno testiranje. Predviden znanstveni prispevek je vsaj 1 SCI članek.