Rendering Foto Realístico

Tamanho: px
Começar a partir da página:

Download "Rendering Foto Realístico"

Transcrição

1 Instituto Superior de Engenharia do Porto Departamento de Engenharia Informática Ramo de Computadores e Sistemas Rendering Foto Realístico Marisa Raquel Ferreira Gonçalves Porto 2003/2004

2 Instituto Superior de Engenharia do Porto Departamento de Engenharia Informática Porto 2004 Este relatório pode ser impresso em qualquer formato para futura utilização

3 Indice Indice... 1 Indice de Figuras... 7 Indice de Tabelas... 8 Agradecimentos... 9 Prefácio Estrutura do Projecto Capítulo I Introdução I.1. O que é o rendering foto-realístico? I.2. O que é uma imagem digital? I.3. O que é a Luz? I.4. O que é a iluminação global? I.5. Quais as grandezas subjacentes? I.5.1. Radiância I.5.2. Irradiância I.5.3. Radiosidade I.5.4. Intensidade I.6. Fotometria I.7. Interacção da Luz com as superfícies /85

4 I.7.1. Absorção I.7.2. Reflexão I Bidirectional Reflectance Distribution Function I.7.3. Transmissão I.8. Interacção da Luz com os volumes I.8.1. Emissão I.8.2. Absorção I.8.3. Dispersão I.9. Sumário Capítulo II Métodos Deterministicos e Estocásticos II.1. Sombreado de Gouraud II.2. Sombreado de Phong II.3. Método Anti Aliasing II.4. Métodos Deterministicos e Estocásticos II.4.1. Traçagem de Raios II Como funciona a traçagem de raios? II Vantagens e Desvantagens II Principais Aplicações II Galeria de Imagens II.4.2. Radiosidade II Como funciona o método de radiosidade? II Vantagens e Desvantagens II Principais Aplicações /85

5 II Galeria de Imagens II.4.3. Monte Carlo II Como funciona o método de Monte Carlo? II Vantagens e Desvantagens II Galeria de Imagens II.5. Métodos Mistos (Híbridos) II.5.1. Mapeamento de Fotões (Photon Mapping) II Como funciona o Photon Mapping? II Vantagens e Desvantagens II Principais Aplicações II Galeria de Imagens II.5.2. Outros Métodos II.6. Sumário Capítulo III Software III.1. Maya III.2. Photorealistic RenderMan (PRMan) III.2.1. RenderMan Interface III.2.2. Reyes Architecture III.3. Radiance III.3.1. Arquitectura do Radiance III.4. POV-Ray III.5. Mental Images III.5.1. Mental Ray /85

6 III.5.2. Mental Matter III.6. Sumário Capítulo IV Hardware IV.1. Silicon Graphics, Inc IV.2. nvidia IV.2.1. Quadro FX IV.3. ATI IV.3.1. Fire GL IV.4. ART VPS IV.4.1. PURE e RenderDrive IV.5. Sumário Capítulo V Casos Práticos V.1. Caso 1 - Modelação de um peixe foto-realista V.2. Caso 2 Final Fantasy: The Spirits Within V.2.1. Software V.2.2. Hardware V.2.3. Estatísticas de Rendering V.3. Caso 2 Shrek & Shrek V.3.1. Software V.3.2. Hardware V.3.3. Estatísticas de rendering (Shrek 2): V.4. Sumário /85

7 Capítulo VI Conclusão Referências Bibliográficas /85

8 6/85

9 Indice de Figuras Figura 1 - Espectro Electromagnético [4] Figura 2 - Reflexão possível de uma fracção de luz [6] Figura 3 - Função de distribuição bidireccional de reflectância (BRDF) descreve a fracção de radiância reflectida L p, bem como da radiância incidente L i (irradiância) de direcção w i Figura 4 - BRDF descreve a irradiância L i quando esta é a fracção de radiância de outra superfícies que se encontra no ambiente envolvente Figura 5 - Possíveis interacções entre a luz e um meio participante Figura 6 - Imagem obtida pelo modelo de sombreado de Gouraud [13] Figura 7 - Imagem obtida pelo modelo de sombreado de Phong [13] Figura 8 - Tratamento Anti-Aliasing [11] Figura 9 - Traçagem de Raios [9] Figura 10 - Imagens obtidas pelo Método de Traçagem de Raios Figura 11 - Factor de Forma [8] Figura 12 - Imagens obtidas pelo Método de Radiosidade Figura 13 - Imagem gerada apenas com recurso ao método de Monte Carlo, em [19] Figura 14 - Do lado esquerdo temos uma imagem obtida através de traçagem de raios com iluminação directa, reflexão especular e transmissão, do lado direito temos a estrutura de fotões correspondente [17] Figura 15 - O resultado de segundo passo do mapeamento de fotões em que do lado esquerdo foram utilizados cerca de 100 fotões por radiância e do lado direito cerca de 500 fotões [17] Figura 16 - Photon Mapping, [7] e[17] Figura 17 - Lightwave 3D Figura 18 - Lightworks Figura 19 - Algumas das imagens de filmes que foram criadas com o Maya [33] Figura 20 - Interface do Maya 5.0 modelando uma imagem (esquerda) e Maya 6.0 efectuado um rendering com transparências (direita [32]) Figura 21 - Imagens geradas com o Maya [32]...48 Figura 22 - Pipeline da arquitectura Reyes [34] Figura 23 - Imagem gerada no modelador Maya e o motor de rendering PRMan Figura 24 - Imagem gerada no modelador Maya com o motor de rendering PRMan Figura 25 - Pipeline do Radiance [14] Figura 26 - Estudo de luz no Hotel Sinova por Martin Moeck, Siemens Lighting [14] Figura 27 - Imagens geradas pelo POV-Ray [26] Figura 28 Imagens da Production Renault Design Figura 29 Rendering realizado com o Mental Ray Figura 30 Imagens do Star Wars: Episode II "Attack of the Clones" /85

10 Figura 31 Onyx Figura 32 - Octane Figura 33 - Imagem obtidas com a nvidia Quadro FX Figura 34 - Placas gráficas aceleradoras de ATI Fire GL[23] Figura 35 - Imagens obtidas com a ATI Fire GL Figura 36 - Processador gráfico 3D da ART VPS, [22] Figura 37 - Hardware da ART VPS para rendering foto-realístico Figura 38 - Imagem gerada com o software 3ds Max e o hardware da ART VPS Figura 39 - Imagem gerada com o software Maya e o hardware da ART VPS Figura 40 - Imagem real de um peixe Figura 41 - Imagem em tons de cinzento Figura 42 - Vista de X Figura 43 Vista de Y Figura 44 Vista de Z Figura 45 - Modelo do peixe em malha de arame poligonal (final) Figura 46 - Modelo do peixe com sombreado simples Figura 47 - Mapa de transparências do modelo do peixe Figura 48 - Mapa de pontos especulares do modelo do peixe Figura 49 - Mapa de altos do modelo do peixe Figura 50 - Imagem de um peixe gerada por computador Figura 51 Imagens retiradas do filme Final Fantasy: The Spirits Within Figura 52 Imagens retiradas do filmes Shrek e Shrek Indice de Tabelas Tabela 1 Equivalência entre unidades radiométricas e fotométricas [3] /85

11 Agradecimentos Aos meus pais Fernando e Maria Luisa pelo esforço que fizeram durante estes meus anos de estudo, pela compreensão, estímulo e paciência. Ao Ricardo, pela compreensão, paciência e o incentivo ao longo de todo o trabalho e curso. Ao Instituto Superior de Engenharia do Porto - ISEP, aos professores do Curso de Engenharia Informática do Ramo de Computadores e Sistemas, pelo apoio, incentivo e colaboração durante a fase do curso. Ao professor orientador António C. Costa, Eng.º, pelo auxílio e orientação na execução deste trabalho. Obrigada 9/85

12 10/85

13 Prefácio A criação de imagens difíceis de distinguir de fotografias fascina, desde há muito, vários artistas. Enquanto que os problemas da perspectiva foram resolvidos há várias décadas por Brunelleschi (Séc. XV) [1], a teoria para conseguir criar modelos relacionados com os efeitos de iluminação só recentemente é que foram alcançados. Por consequência, para conseguir uma imagem realista através da computação gráfica eram necessários truques e heurísticas que permitissem obter tais efeitos. Hoje em dia, torna-se cada vez mais difícil distinguir uma imagem real de uma imagem foto-realista gerada por computador. Tendo em vista o foto-realismo de uma imagem, é necessário levar em consideração toda a física que nos envolve, desde os efeitos de visualização bem como da iluminação que vai permitir realçar os aspectos físicos e realísticos para a obtenção de uma boa imagem, a fim de se obter as chamadas imagens foto-físico-realistas. As imagens foto-realistas são utilizadas nas mais diversas áreas tais como a educação, ciências, medicina, engenharia e principalmente na área do entretenimento (quem não gosta de filmes cheios de acção e de efeitos especiais, ou até de um bom desenho animado de modo a que tudo seja um pouco mais realista!). Todos os aspectos relacionados com os modelos teóricos de iluminação numa cena já foram estudados, desde as simulações dos processos físicos da transferência de luz (através de um processo global em que todas as superfícies emitem e reflectem alguma da luz da cena) até aos algoritmos que os permitem implementar. Hoje em dia os modelos teóricos estão cada vez mais complexos de modo a permitir melhores resultados na criação de imagens foto-realistas. 11/85

14 12/85

15 Estrutura do Projecto O Capítulo I faz uma introdução ao conceito de rendering foto-realístico. Para tal, aborda um pouco o que está por trás deste conceito, desde o que é uma imagem digital, o que é a iluminação global, o que é a luz e todas as suas grandezas físicas mais relevantes, isto para que se possa compreender os capítulos seguintes. No Capítulo II efectua-se um estudo dos métodos utilizados no rendering fotorealístico. Este estudo vai ser focado essencialmente nos métodos determinísticos de traçagem de raios (ray tracing) e radiosidade (radiosity). Neste capítulo faz-se também uma pequena passagem pelos métodos estocásticos, método de Monte Carlo e método híbrido de mapeamento de fotões (photon mapping). Uma explicação exaustiva sobre cada um dos métodos está fora do âmbito deste trabalho, dado que o objectivo não é a análise detalhada da implementação de cada um, mas sim o de saber para que servem e de que modos são utilizados. No Capítulo III é mostrado algum do software utilizado nesta área, bem como algumas das imagens que se podem obter com cada um do software apresentado. O mesmo é realizado para o hardware no Capítulo IV. No Capítulo V são mostrados alguns casos práticos do uso das aplicações referidas nos capítulos anteriores. A ideia geral deste capítulo é dar a conhecer algumas das métricas encontradas aquando da utilização destas plataformas. Para finalizar, no Capítulo VI apresentam-se as conclusões retiradas deste trabalho, bem como se faz uma pequena previsão sobre o futuro do rendering foto-realístico. 13/85

16 14/85

17 Capítulo I. Introdução O objectivo principal do rendering foto-realístico é descrever e armazenar num dispositivo digital uma imagem que aparente ser realista em termos de percepção humana. Para tal, o foto-realismo em imagens digitais é atingido através da modelação do transporte de luz numa cena [2]. Ao longo deste capítulo será esclarecido como é que se podem obter tais imagens e quais as principais características e grandezas que lhe estão subjacentes. I.1. O que é o rendering foto-realístico? O processo de criação de imagens realistas comporta basicamente duas fases [3]. A primeira fase é responsável pela computação da iluminação em toda a cena, sendo a priori independente da criação da imagem em si. A segunda fase descreve o processo de tornar uma iluminação virtual de uma cena numa imagem realística. Nesta fase inclui-se a descrição da captura e mapeamento da iluminação global numa imagem, dependendo assim da primeira fase. Todo este processo depende do objectivo que se pretende atingir e pode então ser chamado de realístico, foto-realístico, ou foto-físico-realístico. Contudo, o termo rendering por si só é utilizado para referir todo o processo de criação de imagens [3]. 15/85

18 I.2. O que é uma imagem digital? Uma imagem digital pode ser definida por uma função bidimensional, da intensidade de luz reflectida ou emitida por uma cena na forma I(x,y), onde os valores de I representam a intensidade de luz no ponto (x,y). A intensidade é representada por um valor finito, inteiro e não negativo. Para gerar uma imagem foto-realista de elevada qualidade, temos que, de certo modo, simular o sistema de visão humano, para que se consiga gerar tal imagem. Para se conseguir realizar tarefas relevantes, em termos do sistema de visão humana, é necessário compreender o mundo que nos rodeia. Uma das tarefas mais importantes no processo de criação de uma imagem é a iluminação que incide sobre um determinado objecto, pois é esta que faz com que aumente o realismo dessa imagem. Contudo, um estudo aprofundado sobre a iluminação daria por si só para outro trabalho. De qualquer modo, não deixa de ser importante referir algumas das grandezas que posteriormente serão necessárias para a compreensão do desenvolvimento de uma imagem foto-realista. Sendo a iluminação um dos pré-requisitos necessários para entender o que é o rendering foto-realístico, é então necessário ter conhecimentos sobre a física que está por trás destes fenómenos. É preciso saber o que é a luz e como é que se consegue manusear e descrever a distribuição desta numa cena. Outras perguntas que podem surgir são, por exemplo, como caracterizar a emissão da luz gerada por uma fonte de luz, como descrever a reflexão da luz de uma superfície, qual é a interacção da luz com o fumo ou o fogo ou qual a descrição matemática da luz que melhor se adapta a uma cena tendo apenas em consideração os aspectos que são mais importantes para efectuar o rendering [3]. 16/85

19 I.3. O que é a Luz? Do ponto de vista físico, a luz é simplesmente uma forma especial de radiação electromagnética, correspondendo a um intervalo desse espectro que se consegue detectar a olho nu. Os olhos apenas são sensíveis à radiação electromagnética de um espectro compreendido entre o ultravioleta e o infravermelho, logo para a computação gráfica pode geralmente esquecer-se o resto do espectro electromagnético. Figura 1 - Espectro Electromagnético [4] I.4. O que é a iluminação global? Quando a luz incide sobre uma cena, esta fica iluminada. Para se melhor compreender o conceito de iluminação global numa imagem, é necessário distinguir entre iluminação directa e indirecta [6]. Um objecto diz-se que possui iluminação directa quando uma fonte de luz ilumina o objecto sem que interaja com nenhum outro objecto que se encontre no meio envolvente (por exemplo, um objecto iluminado directamente por uma lanterna). Este tipo de iluminação é também chamado de iluminação local. Por iluminação indirecta designa-se toda a luz que antes de chegar a um objecto, interage com os outros objectos existentes no meio ambiente. 17/85

20 I.5. Quais as grandezas subjacentes? Tal como todos os fenómenos físicos existentes, a luz tem que ser medida de alguma forma. Assim sendo, estas medidas ou métricas não podem ser esquecidas aquando da elaboração de uma imagem foto-realista. Para se conseguir obter uma imagem realista são necessários muitos outros factores físicos, mas os mais importantes estão relacionados com as propriedades da luz quando esta interage com o meio ambiente, com as superfícies e com os volumes. I.5.1. Radiância A radiometria é a ciência que permite medir fisicamente a quantidade electromagnética da radiância [3]. Tem como objectivo medir a quantidade de luz em cada comprimento de onda e o fluxo de luz no ambiente. A quantidade fundamental da radiometria é a radiância (brilho). A radiância, cuja unidade é L [ w 2 ] sr.m, descreve a quantidade de energia luminosa com uma dada frequência ν que é enviada de um ponto y para uma direcção especifica r ω, por unidade de tempo. A radiância é dada por: L ( ω,ν ) y, r Dado que a quantidade de luz recebida pela retina do olho humano é proporcional á radiância emitida pela superfície visualizada, isto faz com que a radiância seja uma das grandezas mais importantes para a iluminação computacional num sistema de rendering [3]. 18/85

21 I.5.2. Irradiância Em vez de uma descrição completa da distribuição direccional da radiância que actua numa superfície, por vezes é necessário saber a energia total recebida por área de superfície. Esta quantidade de energia é chamada de irradiância, cuja unidade é E[ w m2 ] e descreve a radiância incidente L i sobre o hemisfério Ω no + ponto y, em que n r y é a normal á superfície no ponto y e é dada por: E r r r = n dω ( y) L ( y ω) Ω + i, y I.5.3. Radiosidade Dado que a irradiância é a energia que entra na superfície, por vezes é necessário também saber qual a quantidade de energia total que sai por área de superfície. Esta quantidade é chamada de Radiosidade, cuja unidade é [ w 2 ] radiância L que sai pelo ponto y, sendo da forma: B r r r = n dω ( y) L( y, ω) Ω + y B e é definida pela m I.5.4. Intensidade A radiância descreve a quantidade de energia que é enviada para o ponto y, sendo também necessário saber a quantidade de energia que sai do ponto y, e com isto temos a intensidade, de unidade [ w 2 ] I é definida por: m 19/85

22 I ( y, ω) r r dφ, = dω ( y ω) I.6. Fotometria A radiometria trata somente das quantidades que podem ser medidas em unidades do sistema internacional (SI). Por outro lado, a reacção do sistema de visão humano á radiação (luz) varia conforme o comprimento de onda. A fotometria é a ciência que trata da percepção psico-física da luz. Dado que o olho humano tem sensibilidades diferentes para radiações de diferentes frequências, torna-se necessário relacionar as quantidades anteriores com as quantidades fotométricas equivalentes. A tabela 1.1 sumariza a correspondência entre quantidades e unidades radiométricas e fotométricas. Quantidade Física Energia Fluxo (Potência) Densidade Angular do Fluxo Densidade de Fluxo Radiométrica Fotométrica Nome Unidades Nome Unidades joule Energia Radiante 2 2 Energia Luminosa Talbot [ J = Kg. m. s ] Watt Lumen Potência Radiante W = J. s 1 Potência Luminosa lm = talbot s [ ] [. ] Radiância [ W. m. ] sr 1 Luminância Nit [ lm. m ] 2. sr 2 2 Irradiância [ W. m ] Iluminância Lux[ lm. m ] 2 2 Radiosidade [ W. m ] Luminosidade Lux [ lm. m ] 1 1 Intensidade [ W. sr ] Candela[ lm. sr ] Intensidade Luminosa Tabela 1 Equivalência entre unidades radiométricas e fotométricas [3] I.7. Interacção da Luz com as superfícies A interacção da luz com as superfícies é bastante complexa. Assim sendo, apenas se farão referência aos principais efeitos macroscópicos. 20/85

23 Existem três efeitos básicos que podem acontecer quando a radiância viaja de um ponto x até ao ponto y, no qual atinge uma superfície: absorção, reflexão e transmissão. I.7.1. Absorção A absorção da luz pode ser simplesmente descrita pelo factor de absorção α ( ω, ν ) y, r, que descreve a radiância incidente com uma frequência ν no ponto y com a direcção r ω que é absorvida pela superfície. Para a maioria das superfícies, a energia de luz absorvida é transformada em calor, mas, por vezes, pode sair novamente, podendo ser reemitida noutro comprimento de onda, sendo necessário ter em consideração o espectro de infravermelhos que inclui a radiação de calor. Como estes efeitos são raramente importantes para o rendering foto-realístico e como são computacionalmente complicados, são geralmente ignorados. I.7.2. Reflexão A aparência visual da maioria das superfícies depende essencialmente das suas propriedades de reflexão. Isto acontece porque alguns materiais, quando iluminados, não emitem luz. O que se vê é a luz que foi reflectida dessa mesma superfície, podendo assim, a mesma superfície, parecer diferente conforme diferentes direcções de luz. Os detalhes do processo físico da reflexão da luz numa superfície podem ser complicados, pois a mesma superfície pode ser constituída por mais do que um material e a reflexão apenas ocorre num limite entre os dois materiais (geralmente com índices de refracção diferentes). A fracção de luz que é reflectida e que não entra no material depende do ângulo de incidência da luz, da sua frequência e das 21/85

24 propriedades do mesmo. Isto pode tornar-se ainda mais complicado se se considerar que a fracção de luz que entra no material pode ser novamente reflectida por outras superfícies e deixar este por outro ponto que não o ponto de entrada [6]. Figura 2 - Reflexão possível de uma fracção de luz [6] De modo a simplificar toda esta a descrição do processo de reflexão, assume-se que as propriedades de reflexão de uma superfície são descritas por uma única função f r BRDF. a função de distribuição bidireccional de reflectância, mais conhecida por Figura 3 - Função de distribuição bidireccional de reflectância (BRDF) descreve a fracção de radiância reflectida L p, bem como da radiância incidente L i (irradiância) de direcção w i. 22/85

25 Figura 4 - BRDF descreve a irradiância L i quando esta é a fracção de radiância de outra superfícies que se encontra no ambiente envolvente I Bidirectional Reflectance Distribution Function O BRDF descreve a relação entre a radiância reflectida L com direcção r ω e o diferencial de irradiância E que chega ao ponto y com a direcção r ωi [5]. Sendo assim o BRDF é dado por: BRDF = L E Considerando a Figura 3, a quantidade de luz que chega de r ω i é proporcional á quantidade de luz que chega a dω r i em que a irradiância é L i, logo o total de luz que chega dessa região dω r i é dada por Li cos θ i como o cosθ = r ωi * n r y, logo o BRDF é dado por: f r r r, = ( ω y, ω) i L i r L( y, ) r r ω r ( y, ωi ) n yd i ω 23/85

26 I.7.3. Transmissão A transmissão (ou refracção) é o processo pelo qual uma fracção de luz incidente numa superfície passa pelos seus materiais. A noção apresentada pelo BRDF pode ser extendida para a refracção de luz pelos mesmos motivos, mas neste caso temos a função de distribuição bidireccional de transmitância, mais conhecida por BTDF. Segundo alguns autores [3], [5] e [6], estas duas funções podem ser combinadas numa só, que tem como nome função de distribuição bidireccional de superfícies dispersantes (bidirectional surface-scattering distribution function), isto é BSSDF ou simplesmente BDF. O BDF pode ser expresso como sendo a relação entre a radiância L propagada no ponto y da superfície com a direcção r ω, com a irradiância L i no ponto y com direcção r ωi e o valor absoluto do coseno da equação de BRDF. f rt r ( ω y, ω) i r, = L i r L( y, ω) r r r ( y, ωi ) n yd i ω I.8. Interacção da Luz com os volumes A maior parte da luz que interage com o ar pode ser descartada, havendo porém alguns casos em que a sua interacção é significativa (é o caso do fumo, das chamas e até das nuvens estas situações têm o nome de meio participante (participating media) [3]). Existem três interacções possíveis que podem ocorrer quando a luz passa sobre um meio participante: emissão, absorção e dispersão. 24/85

27 Figura 5 - Possíveis interacções entre a luz e um meio participante I.8.1. Emissão As emissões de radiações sobre o material podem ser descritas como q ( ω,ν ) y, r, que é dado pela radiação emitida no ponto y com a direcção r ω. Na prática, muitos destes materiais são emissores isotrópicos, isto é, o resultado da emissão é independente da direcção de saída r ω. I.8.2. Absorção Na perda de radiação quando a luz passa dentro de um meio participante podem surgir dois efeitos: o de absorção ou o de saída - dispersa (out-scattering). Quando é absorvida, a energia da luz é transformada em calor, o que faz com que não seja mais considerada. A fracção de radiância absorvida é geralmente dada pela função de posicionamento, direcção de radiação e pela sua frequência. 25/85

28 A absorção é dada por k ( ω,ν ) y, r e descreve a fracção de radiância perdida pela distância percorrida até ao meio participante. Tal como na emissão, aqui também temos geralmente absorção isotrópica. I.8.3. Dispersão A dispersão descreve a radiação que se espalha para outras direcções, que não as consideradas anteriormente, reduzindo assim a quantidade de radiação que deveria incidir na direcção prevista. A dispersão, por sua vez, pode ser considerada como elástica ou não elástica. É elástica quando a frequência da radiância não se altera e não elástica quando parte da energia é absorvida pela matéria e a frequência da σ y, r ω, ν. mesma se altera. A dispersão é dada por ( ) I.9. Sumário Este capítulo serviu para se fazer uma introdução aos conceitos físicos inerentes á criação de imagens foto-realistas. Como se pode constatar os métodos de modelação da luz podem tornar-se bastante complexos e de difícil implementação em termos computacionais. Por não ser relevante para este trabalho um estudo aprofundado dos termos apresentados neste capítulo, as equações dadas são incluídas a titulo meramente informativo, não sendo abordados os factores matemáticos, o que levaria a aspectos complexos e desnecessários. Contudo, não se pode esquecer que o comprimento de onda vai ser discretizado em várias cores (por exemplo, RGB), o que significa que as equações devem ser determinadas separadamente para cada cor, o que torna os cálculos mais complexos. 26/85

29 Capítulo II. Métodos Deterministicos e Estocásticos A simulação dos processos físicos da transferência de luz numa cena é bastante árduo, dado que é um processo global em que todas as superfícies e volumes participam emitindo, dispersando, ou reflectindo alguma da luz de e para a cena. Visto isto, é necessário arranjar implementações computacionais das funções descritas no capítulo anterior que efectuem tais cálculos em tempo útil. Para tal foi necessário arranjar maneiras de se acelerar os processos de cálculo utilizados. II.1. Sombreado de Gouraud Tudo começou, quando Henry Gouraud desenvolveu um modelo cujo objectivo é encontrar o vector normal de cada vértice duma face e assim calcular a cor do pixel efectuando a interpolação linear dessa cor na respectiva face [13]. Este modelo ficou conhecido como modelo de Gouraud. O resultado é uma superfície regularmente sombreada, mas cujo cálculo consome uma grande quantidade de processamento e no ponto de interpolação aparece um artefacto de iluminação ( estrela ). Figura 6 - Imagem obtida pelo modelo de sombreado de Gouraud [13] 27/85

30 II.2. Sombreado de Phong Um pesquisador de nome Phong Bui-Tuong expandiu o conceito do modelo de sombreado de Gouraud. Em vez de usar a normal apenas nos vértices, o que o modelo de sombreado de Phong faz é calcular a normal em todos os pixeis, obtendo assim uma superfície sombreada mais suave, mas em contrapartida é mais lento. Figura 7 - Imagem obtida pelo modelo de sombreado de Phong [13] II.3. Método Anti Aliasing Tendo por objectivo suavizar as arestas de uma imagem, o anti-aliasing é um método que permite fazer com que uma imagem pareça mais realista [11], isto porque a tela de um monitor é constituída por pixeis que são quadrados, o que faz com que as linhas e as curvas possuam uma silhueta em escada. Na Figura 8, pode-se observar que, colocando uma rede em cima de um círculo, obtém-se o mesmo efeito que surge num monitor (efeito de aliasing). Este efeito é susceptível de ser minimizado. Para tal, o anti-aliasing usa os pontos (pixeis) das extremidades dos objectos, para os quais são enviados raios, cuja intensidade é comparada com os seus raios adjacentes, efectuando-se depois uma média para se encontrar a cor que seria a esperada na vizinhança desses pontos. 28/85

31 Figura 8 - Tratamento Anti-Aliasing [11] II.4. Métodos Deterministicos e Estocásticos Apesar dos resultados obtidos, estes modelos estão longe de conseguir representar imagens com base na iluminação global, pois é esta a responsável pela obtenção de verdadeiras imagens foto-realistas. Com isto relacionam-se os métodos deterministicos e estocásticos. Os métodos deterministicos são todos aqueles que, quando são executados, produzem sempre o mesmo resultado. Os mais importantes são a traçagem de raios (ray tracing) e a radiosidade (radiosity). Os métodos estocásticos são aqueles métodos que, para os mesmos dados de entrada, produzem resultados diferentes. Estes métodos podem também ser chamados de Monte Carlo, segundo [14]. II.4.1. Traçagem de Raios O primeiro método criado para resolver este problema foi a traçagem de raios, sendo inicialmente criado como um método para calcular a iluminação global [7]. A sua primeira implementação foi efectuada pela IBM em 1968, por Appel, o qual publicou o documento Some Techniques for Shading Machine Renderings of Solids, não existindo, na altura, computador capaz de o utilizar. Foi apenas em 1980 que Turner Whitted publicou o artigo An Improved Illumination Model for Shaded Display, que 29/85

32 descrevia o algoritmo de traçagem de raios como sendo um algoritmo capaz de efectuar sombras, reflexões e refracções. O método referido era bastante simples, podendo ser descrito com apenas três funções, sendo por esta razão a base de muitos pacotes de rendering comerciais. II Como funciona a traçagem de raios? A traçagem de raios funciona através da traçagem de um raio desde o olho até à cena, em que pode sair de cena ou atingir um objecto. Se o raio alcançar um objecto, são enviados outros raios a partir da superfície até estes alcançarem outra superfície ou atingirem uma fonte de luz. Se a superfície for transparente, um raio é transmitido por dentro desse objecto numa direcção que é determinada em termos de refracção. Apesar de todos os benefícios decorrentes, este não é um método perfeito. Figura 9 - Traçagem de Raios [9] II Vantagens e Desvantagens 30/85

33 Uma das particularidades da traçagem de raios é que tende a produzir imagens que parecem demasiado brilhantes e polidas. Em termos teóricos, o que acontece é que a traçagem de raios envolve a simulação da distribuição dos raios de luz de um único ponto de vista tridimensional (câmara pontual) para todos os pixeis do écran e depende da informação guardada no objecto de intersecção antes de efectuar o rendering. Contudo, o facto do rendering através da traçagem de raios de uma cena ser baseada na localização dos objectos faz com que seja um algoritmo dependente da visualização. Assim sendo, mudando a posição de visualização é necessário refazer todo o rendering da cena, sendo por isso um algoritmo de iluminação local ou directa [8]. Outro dos problemas associados à traçagem de raios é o efeito aliasing. II Principais Aplicações As imagens geradas pela traçagem de raios podem ser encontradas em estudos de simulação, na medicina em tratamentos radioactivos, na engenharia mecânica, mas encontram-se principalmente na industria publicitária e do entretenimento, como é o caso do Toy Story da Pixar, sendo este o primeiro filme (longa metragem) de animação a ser gerado integralmente com base num algoritmo de rendering [11]. II Galeria de Imagens As imagens que se seguem foram retiradas de [7], [8] e[9] : 31/85

Síntese de Imagens de Alta Fidelidade

Síntese de Imagens de Alta Fidelidade Síntese de Imagens de Alta Fidelidade Iluminação e FotoRealismo http://www.di.uminho.pt/uce-cg/index.php Luís Paulo Peixoto dos Santos Competências GERAIS : Caracterizar a iluminação global e descrever

Leia mais

Modelos de Iluminação

Modelos de Iluminação Universidade Católica de Pelotas Centro Politécnico Modelos de Iluminação por Flávia Santos Computação Gráfica Prof. Dr. Paulo Roberto Gomes Luzzardi Universidade Católica de Pelotas Centro Politécnico

Leia mais

Síntese de Imagens Fisicamente Correctas: Aplicações e Desafios

Síntese de Imagens Fisicamente Correctas: Aplicações e Desafios Síntese de Imagens Fisicamente Correctas: Aplicações e Desafios Luís Paulo Peixoto dos Santos Abril, 2005 Síntese de Imagens por Computador Objectivo A partir de uma descrição geométrica de um mundo pretende-se

Leia mais

1º Teste Computação Gráfica

1º Teste Computação Gráfica 1º Teste Computação Gráfica LEIC-Tagus/LERCI Prof. Mário Rui Gomes Prof. João Brisson Lopes 23 de Abril de 25 Nº Nome: Responda às questões seguintes justificando adequadamente todas as respostas. O Teste

Leia mais

Tópico: A Terceira Dimensão (Conceitos Básicos)

Tópico: A Terceira Dimensão (Conceitos Básicos) Tópico: A Terceira Dimensão (Conceitos Básicos) Computação gráfica tridimensional Modelagem tridimensional Elaboração de imagens tridimensionais Realidade virtual Formatos tridimensionais: DXF, padrão

Leia mais

OpenGL. Uma Abordagem Prática e Objetiva. Marcelo Cohen Isabel Harb Manssour. Novatec Editora

OpenGL. Uma Abordagem Prática e Objetiva. Marcelo Cohen Isabel Harb Manssour. Novatec Editora OpenGL Uma Abordagem Prática e Objetiva Marcelo Cohen Isabel Harb Manssour Novatec Editora Capítulo 1 Introdução A Computação Gráfica é uma área da Ciência da Computação que se dedica ao estudo e ao desenvolvimento

Leia mais

Cap. 7 Coloração (Shading) e Iluminação Global

Cap. 7 Coloração (Shading) e Iluminação Global Cap. 7 Coloração (Shading) e Iluminação Global Engenharia Informática (5385) - 2º ano, 2º semestre Revisão sobre Modelos de Iluminação Dependentes da Luz Modelos dependentes da luz Ambiente Normais à superfície

Leia mais

Pipeline de Visualização Câmara Virtual

Pipeline de Visualização Câmara Virtual Pipeline de Visualização Câmara Virtual Edward Angel, Cap. 5 Instituto Superior Técnico Computação Gráfica 2009/2010 1 Na última aula... Transformações Geométricas Composição de Transformações Deformação

Leia mais

Conceitos e Enquadramento Histórico

Conceitos e Enquadramento Histórico Conceitos e Enquadramento Histórico Edward Angel, Cap. 1 Instituto Superior Técnico Computação Gráfica 2009/2010 1 Objectivos Aprender diferenças entre CG vectorial e raster (quadrículas) Conhecer evolução

Leia mais

SENSITOMETRIA - 2º Ano - FOTOGRAFIA. Capitulo 1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS

SENSITOMETRIA - 2º Ano - FOTOGRAFIA. Capitulo 1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS SENSITOMETRIA - 2º Ano - FOTOGRAFIA 2010-2011 Capitulo 1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS 1.A Conceitos Matemáticos Fundamentais Coordenadas Cartesianas e representação gráfica de uma função Função Seno e Co-seno

Leia mais

1.3. Na figura 2 estão representados três excertos, de três situações distintas, de linhas de campo magnético. Seleccione a opção correcta.

1.3. Na figura 2 estão representados três excertos, de três situações distintas, de linhas de campo magnético. Seleccione a opção correcta. Escola Secundária Vitorino Nemésio Terceiro teste de avaliação de conhecimentos de Física e Química A Componente de Física 11º Ano de Escolaridade Turma C 13 de Fevereiro de 2008 Nome: Nº Classificação:

Leia mais

Prof. Marcelo Henrique dos Santos

Prof. Marcelo Henrique dos Santos POR QUE ESTUDAR COMPUTAÇÃO GRÁFICA? Quem quiser trabalhar em áreas afins: Entretenimento Jogos e filmes Visualização Simulação de fenômenos físicos Arte computadorizada Educação e treinamento Processamento

Leia mais

Open Graphics Library OpenGL

Open Graphics Library OpenGL Open Graphics Library OpenGL Filipe Gonçalves Barreto de Oliveira Castilho Nuno Alexandre Simões Aires da Costa Departamento de Engenharia Informática Universidade de Coimbra 3030 Coimbra, Portugal http://student.dei.uc.pt/~fgonc/opengl/

Leia mais

AMBIENT REFLECTIVE OCCLUSION SHADER

AMBIENT REFLECTIVE OCCLUSION SHADER Universidade Lusófona Curso - de Cinema e Multimédia Disciplina - Animação Docente Pedro Miguel Sousa MENTAL RAY Nota: Abra o ficheiro OcclusionShader.max Mental Ray é um motor de renderização com um enorme

Leia mais

Unidade 1 Energia no quotidiano

Unidade 1 Energia no quotidiano Escola Secundária/3 do Morgado de Mateus Vila Real Componente da Física Energia Do Sol para a Terra Física e Química A 10º Ano Turma C Ano Lectivo 2008/09 Unidade 1 Energia no quotidiano 1.1 A energia

Leia mais

INTERACTIVE ILLUSTRATIVE RENDERING ON MOBILE DEVICES Jingshu Huang, Brian Bue, Avin Pattath, David S. Ebert and KrystalM. Thom as IEEE Com puter Graphics and Applications, Vol. 27, 3, 2007 Pedro Lobo,

Leia mais

REPRESENTAÇÃO DA IMAGEM DIGITAL

REPRESENTAÇÃO DA IMAGEM DIGITAL REPRESENTAÇÃO DA IMAGEM DIGITAL Representação da imagem Uma imagem é uma função de intensidade luminosa bidimensional f(x,y) que combina uma fonte de iluminação e a reflexão ou absorção de energia a partir

Leia mais

Sistemas Multimédia. Ano lectivo 2006-2007. Aula 9 Representações de dados para gráficos e imagens

Sistemas Multimédia. Ano lectivo 2006-2007. Aula 9 Representações de dados para gráficos e imagens Sistemas Multimédia Ano lectivo 2006-2007 Aula 9 Representações de dados para gráficos e imagens Sumário Gráficos e imagens bitmap Tipos de dados para gráficos e imagens Imagens de 1-bit Imagens de gray-level

Leia mais

8 Casos de teste. 8.1. Geração dos parâmetros de entrada

8 Casos de teste. 8.1. Geração dos parâmetros de entrada 8 Casos de teste Este capítulo apresenta os casos de teste elaborados para exemplificar o correto funcionamento da aplicação desenvolvida. Todos os casos de teste foram executados em um PC com processador

Leia mais

Capítulo II Imagem Digital

Capítulo II Imagem Digital Capítulo II Imagem Digital Proc. Sinal e Imagem Mestrado em Informática Médica Miguel Tavares Coimbra Resumo 1. Formação de uma imagem 2. Representação digital de uma imagem 3. Cor 4. Histogramas 5. Ruído

Leia mais

Optimização de um Mundo Virtual

Optimização de um Mundo Virtual secção 3.2 Optimização de um Mundo Virtual Dadas as limitações impostas pela actual tecnologia, um mundo virtual que não seja cuidadosamente optimizado torna-se necessariamente demasiado lento para captar

Leia mais

Fenómenos Ondulatórios. Reflexão, refracção, difracção

Fenómenos Ondulatórios. Reflexão, refracção, difracção Fenómenos Ondulatórios Reflexão, refracção, difracção Natureza dualística da radiação electromagnética A radiação electromagnética é um fenómeno ondulatório envolvendo a propagação de um campo magnético

Leia mais

Aula 1 Professor Waterloo Pereira Filho Docentes orientados: Daniela Barbieri Felipe Correa

Aula 1 Professor Waterloo Pereira Filho Docentes orientados: Daniela Barbieri Felipe Correa Princípios Físicos do Sensoriamento Remoto Aula 1 Professor Waterloo Pereira Filho Docentes orientados: Daniela Barbieri Felipe Correa O que é Sensoriamento Remoto? Utilização conjunta de sensores, equipamentos

Leia mais

O que é CG?? Soraia Raupp Musse

O que é CG?? Soraia Raupp Musse O que é CG?? Soraia Raupp Musse Processamento Gráfico Modelagem Multimídia RV Usuário Visão Modelos Gráfico Tempo Animação Vídeo Imagens Processamento de Imagens O que NÃO é CG?? Processamento de Imagens

Leia mais

defi departamento de física www.defi.isep.ipp.pt

defi departamento de física www.defi.isep.ipp.pt defi departamento de física Laboratórios de Física www.defi.isep.ipp.pt Estudo de micro-ondas I Instituto Superior de Engenharia do Porto Departamento de Física Rua Dr. António Bernardino de Almeida, 431

Leia mais

Formação. Cursos Personalizados

Formação. Cursos Personalizados Formação Formação Técnica O Desenvolvimento das competências ao longo das carreiras profissionais, é obrigatoriamente um investimento das empresas e dos seus colaboradores, contribuindo para uma rentabilidade

Leia mais

Introdução aos Sistemas de Informação Geográfica

Introdução aos Sistemas de Informação Geográfica Introdução aos Sistemas de Informação Geográfica Mestrado Profissionalizante 2015 Karla Donato Fook karladf@ifma.edu.br IFMA / DAI Motivação Alguns princípios físicos dão suporte ao Sensoriamento Remoto...

Leia mais

Imagem digital. Unidade 3

Imagem digital. Unidade 3 Imagem digital Unidade 3 Objectivos Reconhecer o potencial comunicativo/ expressivo das imagens; Reconhecer as potencialidades narrativas de uma imagem; A criação de sentido nas associações de imagens

Leia mais

MEDIÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA DA RADIAÇÃO DE UM LASER POR INTERFERÊNCIA ÓPTICA COM O BIPRISMA DE FRESNEL

MEDIÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA DA RADIAÇÃO DE UM LASER POR INTERFERÊNCIA ÓPTICA COM O BIPRISMA DE FRESNEL MEDIÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA DA RADIAÇÃO DE UM LASER POR INTERFERÊNCIA ÓPTICA COM O BIPRISMA DE FRESNEL 1. Objectivo Estudo da interferência óptica. Medição do comprimento de onda da radiação de um laser

Leia mais

)tvlfd,, 0,(QJ4XtPLFD. ²ž6HPHVWUH ÐSWLFD

)tvlfd,, 0,(QJ4XtPLFD. ²ž6HPHVWUH ÐSWLFD )tvlfd,, 0,(QJ4XtPLFD Óptica Geométrica ²ž6HPHVWUH ÐSWLFD Exercício 1: Um feixe de luz cujo comprimento de onda é 650 nm propaga-se no vazio. a) Qual é a velocidade da luz desse feixe ao propagar-se num

Leia mais

5/Dez/2012 Aula 21. 21. Polarização das ondas EM 21.1 Por absorção 21.2 Por reflexão 21.3 Por birrefringência 21.4 Equações de Fresnell

5/Dez/2012 Aula 21. 21. Polarização das ondas EM 21.1 Por absorção 21.2 Por reflexão 21.3 Por birrefringência 21.4 Equações de Fresnell 5/Dez/2012 Aula 21 21. Polarização das ondas EM 21.1 Por absorção 21.2 Por reflexão 21.3 Por birrefringência 21.4 Equações de Fresnell 7/Dez/2012 Aula 22 22. Óptica geométrica 22.1 Espelhos planos 22.2

Leia mais

Aula 2 Aquisição de Imagens

Aula 2 Aquisição de Imagens Processamento Digital de Imagens Aula 2 Aquisição de Imagens Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira mvieira@sc.usp.br EESC/USP Fundamentos de Imagens Digitais Ocorre a formação de uma imagem quando

Leia mais

ÓPTICA. Conceito. Divisões da Óptica. Óptica Física: estuda os fenômenos ópticos que exigem uma teoria sobre a natureza das ondas eletromagnéticas.

ÓPTICA. Conceito. Divisões da Óptica. Óptica Física: estuda os fenômenos ópticos que exigem uma teoria sobre a natureza das ondas eletromagnéticas. ÓPTICA Conceito A óptica é um ramo da Física que estuda os fenomenos relacionados a luz ou, mais amplamente, a radiação eletromagnética, visível ou não. A óptica explica os fenômenos de reflexão, refração

Leia mais

Rendering. Por Angelo Luz

Rendering. Por Angelo Luz Rendering Por Angelo Luz Sumário O que é Rendering? Qual a utilidade? Alguns Componentes do Rendering Técnicas mais utilizadas Métodos de utilização O que é Rendering? Rendering é o processo de criação

Leia mais

CAPÍTULO 4 Implementação do modelo num programa de cálculo automático

CAPÍTULO 4 Implementação do modelo num programa de cálculo automático CAPÍTULO 4 Implementação do modelo num programa de cálculo automático Neste capítulo, será feita a demonstração da aplicação do modelo num programa de cálculo automático, desenvolvido em linguagem de programação

Leia mais

Apontamentos de Computação Gráfica

Apontamentos de Computação Gráfica Apontamentos de Computação Gráfica Capítulo 9 - Iluminação e Texturas em Gráficos 3D Prof. João Beleza Sousa Prof. Arnaldo Abrantes LEIC/DEETC/ISEL Novembro de 2008 Introdução Luzes Modelos de Iluminação

Leia mais

Frederico Damasceno Bortoloti. Adaptado de: Claudio Esperança Paulo Roma Cavalcanti

Frederico Damasceno Bortoloti. Adaptado de: Claudio Esperança Paulo Roma Cavalcanti Fundamentos de Representação Gráfica Frederico Damasceno Bortoloti Adaptado de: Claudio Esperança Paulo Roma Cavalcanti Estrutura do Curso Avaliação através de Prova Estudo / Seminário Nota parcial NP

Leia mais

Bruno Pereira Evangelista. www.brunoevangelista.com

Bruno Pereira Evangelista. www.brunoevangelista.com Bruno Pereira Evangelista www.brunoevangelista.com 2 Introdução Shaders Pipeline de Renderização Evolução dos Shaders Como Programar Shaders Programando Shaders com XNA Ferramentas Conclusões 3 Durante

Leia mais

Enquadramento e Conceitos Fundamentais

Enquadramento e Conceitos Fundamentais Licenciatura em Engenharia Informática e de Computadores Computação Gráfica Enquadramento e Conceitos Fundamentais Edward Angel, Cap. 1 Questão 9, exame de 29/06/11 [0.5v] Identifique e descreva os três

Leia mais

Curso de Projetos de Iluminação Eficiente Professor Tomaz Nunes Cavalcante

Curso de Projetos de Iluminação Eficiente Professor Tomaz Nunes Cavalcante Curso de Projetos de Iluminação Eficiente Professor Tomaz Nunes Cavalcante Conteúdo do Curso Introdução. Conceito de Eficiência Energética. Conceitos de Iluminação. Luminotécnica. Avaliação financeira

Leia mais

Curso de Óptica Aplicada

Curso de Óptica Aplicada Curso de Óptica Aplicada TE 2 - Reflexão e refracção. Espelhos, dioptros e lentes Documento de preparação do Trabalho Experimental TE 2 - Reflexão e refracção. Espelhos, dioptros e lentes Finalidade A

Leia mais

Utilização. de Shaders de efeitos realistas para jogos. Bruno Pereira Evangelista. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais

Utilização. de Shaders de efeitos realistas para jogos. Bruno Pereira Evangelista. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Utilização de Shaders para criação de efeitos realistas para jogos Bruno Pereira Evangelista Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Sumário 2/48 Apresentação pessoal Introdução Pipeline de renderização

Leia mais

OBJETIVO Verificar as leis da Reflexão Verificar qualitativamente e quantitativamente a lei de Snell. Observar a dispersão da luz em um prisma.

OBJETIVO Verificar as leis da Reflexão Verificar qualitativamente e quantitativamente a lei de Snell. Observar a dispersão da luz em um prisma. UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA CURSO DE FÍSICA LABORATÓRIO ÓPTICA REFLEXÃO E REFRAÇÃO OBJETIVO Verificar as leis da Reflexão Verificar qualitativamente e quantitativamente a lei de Snell. Observar a

Leia mais

UFGD FCA PROF. OMAR DANIEL BLOCO 4 PROCESSAMENTO DE IMAGENS

UFGD FCA PROF. OMAR DANIEL BLOCO 4 PROCESSAMENTO DE IMAGENS UFGD FCA PROF. OMAR DANIEL BLOCO 4 PROCESSAMENTO DE IMAGENS Executar as principais técnicas utilizadas em processamento de imagens, como contraste, leitura de pixels, transformação IHS, operações aritméticas

Leia mais

Explicação, Vantagens e Comparação com Sistemas de Prova Tradicionais

Explicação, Vantagens e Comparação com Sistemas de Prova Tradicionais Livro branco: PROVA DIGITAL Explicação, Vantagens e Comparação com Sistemas de Prova Tradicionais O presente livro branco introduz a prova digital e explica o seu valor para a obtenção de cores consistentes

Leia mais

Render com Ambient Occlusion (3dsmax e Mental Ray) Filipe Costa Luz (MovLab)

Render com Ambient Occlusion (3dsmax e Mental Ray) Filipe Costa Luz (MovLab) Render com Ambient Occlusion (3dsmax e Mental Ray) Filipe Costa Luz (MovLab) Este tutorial visa explorar as técnicas de render para simular a luz exterior (Fake Global Illumination) em Mental Ray, com

Leia mais

2.1.2 Definição Matemática de Imagem

2.1.2 Definição Matemática de Imagem Capítulo 2 Fundamentação Teórica Este capítulo descreve os fundamentos e as etapas do processamento digital de imagens. 2.1 Fundamentos para Processamento Digital de Imagens Esta seção apresenta as propriedades

Leia mais

Introdução à Multimédia conceitos

Introdução à Multimédia conceitos 1. Introdução à Multimédia conceitos Popularidade mercado potencial aparece nos anos 90 Avanços Tecnológicos que motivaram o aparecimento/ desenvolvimento da MULTIMÉDIA Indústrias envolvidas - Sistemas

Leia mais

Sistemas e Conteúdos Multimédia. 4.1. Imagem. Nuno Miguel Gil Fonseca nuno.fonseca@estgoh.ipc.pt

Sistemas e Conteúdos Multimédia. 4.1. Imagem. Nuno Miguel Gil Fonseca nuno.fonseca@estgoh.ipc.pt Sistemas e Conteúdos Multimédia 4.1. Imagem Nuno Miguel Gil Fonseca nuno.fonseca@estgoh.ipc.pt Cores O que é a cor? Distribuição espectral do sinal de excitação. Função da reflectância e da iluminação

Leia mais

A animação acrescenta informação importante às cenas modeladas.

A animação acrescenta informação importante às cenas modeladas. Introdução Animação por computador é o conjunto de técnicas que utilizam o computador para gerar cenas que produzam a sensação de movimento. Origens: apoio aos desenhadores auxiliares da animação tradicional.

Leia mais

2- Quais são as características da computação gráfica?

2- Quais são as características da computação gráfica? QUESTÕES DE REVISÃO PARA A PROVA - COMPUTAÇÃO GRÁFICA 2014 1- Defina computação gráfica? A computação gráfica é a área da computação destinada à geração de imagens em geral em forma de representação de

Leia mais

Computação Gráfica. 35T56 Sala 3E3 Bruno Motta de Carvalho DIMAp Sala 15 Ramal 227

Computação Gráfica. 35T56 Sala 3E3 Bruno Motta de Carvalho DIMAp Sala 15 Ramal 227 Computação Gráfica 35T56 Sala 3E3 Bruno Motta de Carvalho DIMAp Sala 15 Ramal 227 Logística do Curso 2 2 avaliações Projetos práticos Grupos de duas pessoas (somente para os projetos!!) Implementações

Leia mais

Aplicação Informática para o Ensino de Processamento Digital de Imagem

Aplicação Informática para o Ensino de Processamento Digital de Imagem Aplicação Informática para o Ensino de Processamento Digital de Imagem Sandra Jardim * e Paulo Sequeira Gonçalves ** * Departamento de Engenharia Informática e Tecnologias da Informação ** Departamento

Leia mais

Oficina de Multimédia B. ESEQ 12º i 2009/2010

Oficina de Multimédia B. ESEQ 12º i 2009/2010 Oficina de Multimédia B ESEQ 12º i 2009/2010 Conceitos gerais Multimédia Hipertexto Hipermédia Texto Tipografia Vídeo Áudio Animação Interface Interacção Multimédia: É uma tecnologia digital de comunicação,

Leia mais

Modelos de Iluminação

Modelos de Iluminação C A P Í T U L O 4 Modelos de Iluminação Um modelo de iluminação é um conjunto de equações que determinam quantitativamente qual é a cor sobre um ponto da superfície de um objeto em função das propriedades

Leia mais

Recomendação H.261 para serviços audiovisuais a taxas de transmissão p*64 kbit/s

Recomendação H.261 para serviços audiovisuais a taxas de transmissão p*64 kbit/s 1. Introdução A compressão digital de imagem tem vindo a ganhar uma importância crescente, em especial nos sistemas de transmissão, uma vez que a capacidade dos canais é normalmente limitada e muito inferior

Leia mais

Processamento de Imagem. Prof. Herondino

Processamento de Imagem. Prof. Herondino Processamento de Imagem Prof. Herondino Sensoriamento Remoto Para o Canada Centre for Remote Sensing - CCRS (2010), o sensoriamento remoto é a ciência (e em certa medida, a arte) de aquisição de informações

Leia mais

A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas as direcções sempre que a velocidade de propagação for constante.

A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas as direcções sempre que a velocidade de propagação for constante. Propagação da luz A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas as direcções sempre que a velocidade de propagação for constante. Ao propagar-se, a luz pode atravessar materiais transparentes

Leia mais

Computação Gráfica. Modelo de sombreamento Determina como o modelo de iluminação será aplicado e quais seus argumentos

Computação Gráfica. Modelo de sombreamento Determina como o modelo de iluminação será aplicado e quais seus argumentos Computação Gráfica Iluminação Prof. Rodrigo Rocha Prof.rodrigorocha@yahoo.com Introdução Determinação da cor envolve Além das propriedades da superfícies Cor, textura, material,... Incidência da luz Shading

Leia mais

SECRETARIA DE SEGURANÇA PÚBLICA/SECRETARIA DE EDUCAÇÃO

SECRETARIA DE SEGURANÇA PÚBLICA/SECRETARIA DE EDUCAÇÃO DISCIPLINA: FÍSICA SECRETARIA DE SEGURANÇA PÚBLICA/SECRETARIA DE EDUCAÇÃO POLÍCIA MILITAR DO ESTADO DE GOIÁS COMANDO DE ENSINO POLICIAL MILITAR COLÉGIO DA POLÍCIA MILITAR UNIDADE POLIVALENTE MODELO VASCO

Leia mais

11ºano MÓDULO 1. Material a utilizar: esferográfica preta ou azul, máquina de calcular

11ºano MÓDULO 1. Material a utilizar: esferográfica preta ou azul, máquina de calcular 11ºano MÓDULO 1 Matriz da Prova de Equivalência à Frequência (Decreto-lei nº 74/2004) PROVA ESCRITA E PRÁTICA DE FÍSICA E QUÍMICA APLICADA 11º E 12º anos Vertente Imagem Código da Prova 815 1ª Fase / 2ªFase

Leia mais

Departamento de Zoologia da Universidade de Coimbra

Departamento de Zoologia da Universidade de Coimbra Departamento de Zoologia da Universidade de Coimbra Armando Cristóvão Adaptado de "The Tools of Biochemistry" de Terrance G. Cooper Como funciona um espectrofotómetro O espectrofotómetro é um aparelho

Leia mais

Manual de funcionamento

Manual de funcionamento INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA ÁREA DEPARTAMENTAL DE ENGENHARIA DE ELECTRÓNICA E TELECOMUNICAÇÕES E DE COMPUTADORES Manual de funcionamento Setembro de 2012 Índice Índice Capítulo 1 - Medição

Leia mais

Luz e Cor. Sistemas Gráficos/ Computação Gráfica e Interfaces FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO

Luz e Cor. Sistemas Gráficos/ Computação Gráfica e Interfaces FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Luz e Cor Sistemas Gráficos/ Computação Gráfica e Interfaces 1 Luz Cromática Em termos perceptivos avaliamos a luz cromática pelas seguintes quantidades: 1. Matiz (Hue): distingue entre as várias cores

Leia mais

Vantagens da Instalação de Painéis Solares de Tubos de Vácuo

Vantagens da Instalação de Painéis Solares de Tubos de Vácuo Vantagens da Instalação de Painéis Solares de Tubos de Vácuo Porquê usar o sol como fonte de energia? O recurso solar é uma fonte energética inesgotável, abundante em todo o planeta e principalmente no

Leia mais

Iluminaçao. Os modelos de Iluminação são técnicas usadas para calcular a intensidade da cor de um ponto a ser exibido.

Iluminaçao. Os modelos de Iluminação são técnicas usadas para calcular a intensidade da cor de um ponto a ser exibido. Iluminaçao Os modelos de Iluminação são técnicas usadas para calcular a intensidade da cor de um ponto a ser exibido. Também chamados modelos de reflexão, utilizam: a cor do objeto a cor da luz a posição

Leia mais

V - Correcção de perspectiva

V - Correcção de perspectiva V - Correcção de perspectiva E se o afastamento do ponto de tomada de vista e a utilização de uma altura média em relação ao elemento a fotografar reduzem a necessidade de movimentos de correcção da perspectiva,

Leia mais

Engenharia de Software

Engenharia de Software Engenharia de Software Desenho de Software Departamento de Matemática Universidade dos Açores Hélia Guerra helia@uac.pt desenho Desenho (dicionário Priberam on-line) do Lat.! designu s. m., arte de representar

Leia mais

Modelos de Iluminação e Reflexão

Modelos de Iluminação e Reflexão Modelos de Iluminação e Reflexão Edward Angel, Cap. 6 Instituto Superior Técnico Computação Gráfica 2009/2010 1 Na última aula... Recorte 2D Cyrus-Beck Sutherland-Hodgman Recorte 3D Sumário Iluminação

Leia mais

Processamento de Imagem. Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto andrekusumoto.unip@gmail.com

Processamento de Imagem. Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto andrekusumoto.unip@gmail.com Processamento de Imagem Prof. MSc. André Yoshimi Kusumoto andrekusumoto.unip@gmail.com Visão Computacional Não existe um consenso entre os autores sobre o correto escopo do processamento de imagens, a

Leia mais

Modelos de Iluminação Métodos de surface-rendering

Modelos de Iluminação Métodos de surface-rendering Modelos de Iluminação Métodos de surface-rendering VI / CG 2012/2013 Beatriz Sousa Santos, J. Madeira 1 As imagens realistas obtêm-se : usando projecções perspectivas da cena aplicando efeitos de iluminação

Leia mais

SENSORIAMENTO REMOTO. Revisão de conteúdo. Prof. Marckleuber

SENSORIAMENTO REMOTO. Revisão de conteúdo. Prof. Marckleuber SENSORIAMENTO REMOTO Revisão de conteúdo Prof. Marckleuber Engenharia de Agrimensura - 2013 SENSORIAMENTO REMOTO - Conceitos De um modo geral, o Sensoriamento Remoto pode ser definido como: O conjunto

Leia mais

Livro texto (Programa do Livro texto - PLT) AZEVEDO, Eduardo; CONCI, Aura. Computação Gráfica: teoria e prática. 1.ed. Rio de Janeiro: CAMPUS, 2003.

Livro texto (Programa do Livro texto - PLT) AZEVEDO, Eduardo; CONCI, Aura. Computação Gráfica: teoria e prática. 1.ed. Rio de Janeiro: CAMPUS, 2003. Computação Gráfica Apresentação da disciplina Introdução a Computação Gráfica Prof. Rodrigo Rocha prof.rodrigorocha@yahoo.com http://www.bolinhabolinha.com Prof. Rodrigo Rocha prof.rodrigorocha@yahoo.com

Leia mais

ENIAC. Introdução aos Computadores e à Programação (Noções Básicas)

ENIAC. Introdução aos Computadores e à Programação (Noções Básicas) ENIAC Introdução aos Computadores e à ção (Noções Básicas) Introdução aos Computadores e à ção (Noções Básicas) 1 Introdução aos Computadores e à ção (Noções Básicas) 2 O transistor foi inventado em 1947

Leia mais

Introdução do Processamento de Imagens. Julio C. S. Jacques Junior juliojj@gmail.com

Introdução do Processamento de Imagens. Julio C. S. Jacques Junior juliojj@gmail.com Introdução do Processamento de Imagens Julio C. S. Jacques Junior juliojj@gmail.com Porque processar uma imagem digitalmente? Melhoria de informação visual para interpretação humana Processamento automático

Leia mais

Ptex e outras ferramentas para modelagem de animação

Ptex e outras ferramentas para modelagem de animação Ptex e outras ferramentas para modelagem de animação Savyo Nóbrega (savyo@dsc.ufcg.edu.br) Agenda Motivação Conceitos Gerais Modelagem Matemática Mapeamento de texturas Softwares e ferramentas para modelagem

Leia mais

Capítulo 11. Apresentação de simuladores visuais e interactivos desenvolvidos com o Microsoft Visual C++

Capítulo 11. Apresentação de simuladores visuais e interactivos desenvolvidos com o Microsoft Visual C++ Capítulo 11 Alguns simuladores orientados a objectos Apresentação de simuladores visuais e interactivos desenvolvidos com o Microsoft Visual C++ 11. Alguns simuladores orientados a objectos Apesar de existir

Leia mais

Teoria física sobre a luz, a cor e a visão

Teoria física sobre a luz, a cor e a visão Teoria física sobre a luz, a cor e a visão No século XVII, Newton aproveitou um feixe de luz do Sol, que atravessava uma sala escura, fazendo-o incidir sobre um prisma de vidro. Verificou que o feixe se

Leia mais

Visão Computacional e Realidade Aumentada. Trabalho 3 Reconstrução 3D. Pedro Sampaio Vieira. Prof. Marcelo Gattass

Visão Computacional e Realidade Aumentada. Trabalho 3 Reconstrução 3D. Pedro Sampaio Vieira. Prof. Marcelo Gattass Visão Computacional e Realidade Aumentada Trabalho 3 Reconstrução 3D Pedro Sampaio Vieira Prof. Marcelo Gattass 1 Introdução Reconstrução tridimensional é um assunto muito estudado na área de visão computacional.

Leia mais

Cálculo Exato de Fatores-de-Forma Entre Áreas Diferencias e Áreas Finitas Utilizando Técnicas de CSG

Cálculo Exato de Fatores-de-Forma Entre Áreas Diferencias e Áreas Finitas Utilizando Técnicas de CSG Cálculo Exato de Fatores-de-Forma Entre Áreas Diferencias e Áreas Finitas Utilizando Técnicas de CSG Isaac M. Barreto Creto Vidal Joaquim Bento Cavalcante-Neto Universidade Federal do Ceará, Departamento

Leia mais

8. Síntese de Imagens: Cálculo de Cor

8. Síntese de Imagens: Cálculo de Cor 8. Síntese de Imagens: Cálculo de Cor O processo de determinar a aparência (ou seja, a textura e a cor) das superfícies visíveis é chamado de shading. Essa aparência da superfície depende das propriedades

Leia mais

COMPUTAÇÃO GRÁFICA #01 TÓPICOS DESENVOLVIDOS NESTE MÓDULO

COMPUTAÇÃO GRÁFICA #01 TÓPICOS DESENVOLVIDOS NESTE MÓDULO COMPUTAÇÃO GRÁFICA #01 TÓPICOS DESENVOLVIDOS NESTE MÓDULO Que é Computação Gráfica Quais as Áreas da Computação Gráfica Dimensões 2D e 3D Primitivas Gráficas Imagem Matricial e Imagem Vetorial Rasterização

Leia mais

Realidade Virtual: Aumentando ainda mais o realismo

Realidade Virtual: Aumentando ainda mais o realismo Universidade do Vale do Rio dos Sinos Realidade Virtual: Aumentando ainda mais o realismo Mestrado em Computação Aplicada Dr. Fernando S. Osório fosorio@unisinos.br Milton Roberto Heinen mheinen@turing.unisinos.br

Leia mais

O Polarímetro na determinação de concentrações de soluções

O Polarímetro na determinação de concentrações de soluções O Polarímetro na determinação de concentrações de soluções 1. O polarímetro Polarímetros são aparelhos que medem directamente a rotação de polarização, através da medição do ângulo de rotação de um analisador.

Leia mais

Textura e Iluminação para Maquete Eletrônica com Mental Ray

Textura e Iluminação para Maquete Eletrônica com Mental Ray Textura e Iluminação para Maquete Eletrônica com Mental Ray Marcos Paulo (kiko) Cadritech 5 Sessão Dicas e Truques Trabalhando com o Mental Ray Ao final desta palestra você terá condições de: Editor de

Leia mais

COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A LONGAS DISTÂNCIAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS E COMUNICAÇÃO

COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A LONGAS DISTÂNCIAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS E COMUNICAÇÃO COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A LONGAS DISTÂNCIAS À medida que uma onda se propaga, por mais intensa que seja a perturbação que lhe dá origem, uma parte da sua energia será absorvida pelo meio de propagação,

Leia mais

INSTALAÇÃO e MANUTENÇÃO de MICRO COMPUTADORES

INSTALAÇÃO e MANUTENÇÃO de MICRO COMPUTADORES INSTALAÇÃO e MANUTENÇÃO de MICRO COMPUTADORES 2010/2011 1 Equipamentos informáticos Hardware e Software Hardware refere-se aos dispositivos físicos (electrónicos, mecânicos e electromecânicos) que constituem

Leia mais

A CÂMARA DIGITAL A CAPTURA DE UMA IMAGEM NUMA CÂMARA DIGITAL ENVOLVE OS SEGUINTES PROCESSOS:

A CÂMARA DIGITAL A CAPTURA DE UMA IMAGEM NUMA CÂMARA DIGITAL ENVOLVE OS SEGUINTES PROCESSOS: A CÂMARA DIGITAL A CAPTURA DE UMA IMAGEM NUMA CÂMARA DIGITAL ENVOLVE OS SEGUINTES PROCESSOS: EXISTEM TRÊS TIPOS DE SENSORES UTILIZADOS NAS CÂMARAS DIGITAIS: CCD - Charge Coupled Device CMOS - Complimentary

Leia mais

Introdução. Dados. Imagens. 1. CG Computação Gráfica. 2. Paradigmas de Abstração

Introdução. Dados. Imagens. 1. CG Computação Gráfica. 2. Paradigmas de Abstração Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Eletrônica e Computação Prof. Cesar Tadeu Pozzer Disciplina: Computação Gráfica pozzer@inf.ufsm.br 19/03/2008 1. CG Computação Gráfica Introdução Teve

Leia mais

22/Abr/2015 Aula 15. 17/Abr/2015 Aula 14

22/Abr/2015 Aula 15. 17/Abr/2015 Aula 14 17/Abr/2015 Aula 14 Introdução à Física Quântica Radiação do corpo negro; níveis discretos de energia. Efeito foto-eléctrico: - descrições clássica e quântica - experimental. Efeito de Compton. 22/Abr/2015

Leia mais

Sistema de Contagem, Identificação e Monitoramento Automático de Rotas de Veículos baseado em Visão Computacional

Sistema de Contagem, Identificação e Monitoramento Automático de Rotas de Veículos baseado em Visão Computacional Universidade Federal de Minas Gerais Escola de Engenharia Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação Sistema de Contagem, Identificação e Monitoramento Automático de Rotas de Veículos baseado

Leia mais

Introdução: Mas, todas estas lentes podem ser na verdade convergentes ou divergentes, dependendo do que acontece com a luz quando esta passa por ela.

Introdução: Mas, todas estas lentes podem ser na verdade convergentes ou divergentes, dependendo do que acontece com a luz quando esta passa por ela. Introdução: Com este trabalho experimental pretende-se observar o comportamento de feixes ao atravessar lentes e, ao mesmo tempo, verificar o comportamento dos feixes ao incidir em espelhos. Os conceitos

Leia mais

FEUP 2006/2007 Mestrado em Tecnologias Multimédia Doc. Apresentação V0

FEUP 2006/2007 Mestrado em Tecnologias Multimédia Doc. Apresentação V0 FEUP 2006/2007 Mestrado em Tecnologias Multimédia Doc. Apresentação V0 TÍTULO: Animatic - Marionetas Digitais Interactivas ORIENTADORES: Professor Doutor Aníbal Ferreira Professor Doutor Rui Torres ALUNO:

Leia mais

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT CURSO DE TECNOLOGIA EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT CURSO DE TECNOLOGIA EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT CURSO DE TECNOLOGIA EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO COMPUTER AIDED ENGINEERING - CAE FABIANO RAMOS DOS SANTOS SERGIO DA COSTA FERREIRA

Leia mais

Multidisciplinar - Criação de Cenários 3D para Games utilizando os produtos da Autodesk

Multidisciplinar - Criação de Cenários 3D para Games utilizando os produtos da Autodesk Multidisciplinar - Criação de Cenários 3D para Games utilizando os produtos da Autodesk Luis Leonardo Baratella Revenda Tecgraf Campinas/Santos Especialista em Multimídia Paulo Henrique Giungi Galvão Revenda

Leia mais

Representação de Imagens

Representação de Imagens Representação de Imagens Primitivas Gráficas As primitivas gráficas são os elementos básicos que formam um desenho. Exemplos: Ponto, segmento, polilinha, polígono, arco de elipse, etc. Primitivas já definidas

Leia mais

Prof. Sandrina Correia

Prof. Sandrina Correia Tecnologias de I informação de C omunicação 9º ANO Prof. Sandrina Correia TIC Prof. Sandrina Correia 1 Objectivos Definir os conceitos de Hardware e Software Identificar os elementos que compõem um computador

Leia mais

Curso Técnico Superior Profissional em Desenvolvimento Web

Curso Técnico Superior Profissional em Desenvolvimento Web Curso Técnico Superior Profissional em Desenvolvimento Web PROVA DE AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE REFERENCIAL DE CONHECIMENTOS E APTIDÕES Áreas relevantes para o curso de acordo com o n.º 4 do art.º 11.º do

Leia mais

Universidade Federal de Goiás Instituto de Informática Processamento Digital de Imagens

Universidade Federal de Goiás Instituto de Informática Processamento Digital de Imagens Universidade Federal de Goiás Instituto de Informática Processamento Digital de Imagens Prof Fabrízzio Alphonsus A M N Soares 2012 Capítulo 2 Fundamentos da Imagem Digital Definição de Imagem: Uma imagem

Leia mais

Algumas perguntas antes de tudo...

Algumas perguntas antes de tudo... Conteúdo do Curso Configuração básica do 3D Studio MAX A interface gráfica Criação de objetos tridimensionais básicos - formas primitivas Criação de objetos tridimensionais por operações booleanas Controle

Leia mais