A terceira dimensão. Modelagem tridimensional Elaboração tridimensional Realidade virtual

Transcrição

1 A terceira dimensão

2 A terceira dimensão Modelagem tridimensional Elaboração tridimensional Realidade virtual 2

3 Modelagem tridimensional Métodos de representação tridimensional: modelos geométricos; superfícies poligonais; superfícies curvas; representações de varredura; geometria sólida construtiva;. modelos procedimentais; modelos volumétricos. 3

4 Formatos Tridimensionais DXF AutoCAD IGES Padrão tridimensional de CAD, independente do fabricante. 3DS AutoDesk 3D Studio VRML Realidade Virtual Cenas tridimensionais podem usar os mesmos conceitos de símbolos e hierarquias das figuras bidimensionais, o que implica a utilização de transformações lineares tridimensionais.estas, incluem, tal como no caso bidimensional, a translação, a rotação, a mudança de escala. 4

5 Transformações tridimensionais 5

6 Modelagem tridimensional Modelos geométricos: contêm informação da geometria de uma cena: objetos, faces, arestas, vértices podem ser construídos com editores 3D internos ou externos a um sistema de animação 3D contêm informação adicional sobre a natureza das superfícies (cor, material, texturas etc). 6

7 Modelagem tridimensional Superfícies poligonais: compostas por vértices (pontos no espaço tridimensional), arestas(segmento de reta que unem os vértices) e faces (polígono delimitados por arestas); malhas poligonais: superfícies poligonais abertas; poliedros: superfícies poligonais fechadas; normais: direções perpendiculares às faces. 7

8 Modelagem tridimensional Malha poligonal 8

9 Finalidade do Normal Entram no cálculo dos principais modelos de iluminação São utilizadas para aproximações de superfícies curva. 9

10 Modelagem tridimensional Superfícies curvas: Superfícies cônicas Esferas, elipses, cilindros, cones etc Superfícies cúbicas Superfícies de Bézier (Eq. 3 grau) 10

11 Modelagem tridimensional Superfície cúbica: 11

12 Modelagem tridimensional Geometria sólida construtiva: Essa técnica parte de sólidos elementares como prismas, pirâmides, cones e cilindros. Estes sólidos podem ser deformados por transformações lineares e combinados por operações semelhantes às teorias de conjunto como União, intercessão e diferença. uso conceitualmente fácil; nem sempre produz resultados esperados: Isto ocorre pelo fato, de que ela trabalha com sólidos, enquanto os modelos poligonais e curvos trabalha com superfícies. 12

13 Modelagem tridimensional Operação de geometria sólida construtiva: Um paralelepípedo furado pode ser representado pela diferença entre um paralelepípedo e um cilindro. 13

14 Modelagem tridimensional Representações de varredura: geradas por deslocamento de uma forma 2D ao longo de uma trajetória; deslocamento paralelo: extrusão; revolução em torno de um eixo: superfícies de revolução. 14

15 Modelagem tridimensional Exemplo de extrusão: Superfície de varredura: 15

16 Modelagem tridimensional Modelos procedimentais: descrevem objetos de geometria muito complexa; os objetos são descritos por algoritmos; adequados para imitar muitos fenômenos naturais; o grau de detalhe pode ser controlado para evitar tempos excessivos de elaboração. 16

17 Modelagem tridimensional Tipos de modelos procedimentais: fractais: relevo, hidrografia, formas abstratas; graftais: plantas; sistemas de partículas: fogo, névoa, vapores; modelos físicos: baseadas nas propriedades físicas de objetos reais. 17

18 Modelagem tridimensional Montanha fractal 18

19 Modelagem tridimensional Graftal em forma de samambaia 19

20 Modelagem tridimensional Modelos volumétricos: descrevem tanto a superfície como o interior dos objetos; o espaço é dividido em cubos elementares com cor e transparência individuais; adequados para a reconstituição de objetos naturais: tomografias, sub solos. 20

21 Elaboração tridimensional Elementos da elaboração: modelos da cena, incluindo geometria e materiais; câmeras e luzes; parâmetros da imagem: resolução, canais, grau de foto realismo. 21

22 Modelo da Câmera Virtual Alvo da Câmera P lano Distante Retângulo de Visualização P lano P róximo Abertura da câmera P osição da câmera 22

23 Elaboração tridimensional Modalidades de elaboração: elaboração em fio de arame: geração de vistas da geometria, para fins de modelagem( é possível visualizar todas as arestas poligonais existentes no volume de visualização); elaboração preliminar: geração de imagens para avaliação; elaboração definitiva: geração de imagens para pós produção e gravação. 23

24 Elaboração tridimensional Elaboração em fio de arame: 24

25 Elaboração tridimensional Elaboração preliminar: 25

26 Elaboração tridimensional A iluminação: determina a intensidade de cada canal, de cada pixel e de cada imagem, dados: a geometria e materiais da cena; os parâmetros das câmeras; os parâmetros das luzes; os parâmetros das imagens. 26

27 Modelos de Iluminação Coloração especificação de cor Fontes de Luz Pontuais emitem luz em todas as direções, lâmpadas incandescentes. Solares semelhante as pontuais, mas que emitem raios paralelos, por estarem situadas a uma distância infinita luz solar Direcionais emite luz em determinada direção, refletores, holofotes. Distribuídas emitem luz a partir de uma área, luz fluorescentes. 27

28 Elaboração tridimensional Iluminação original: 28

29 Elaboração tridimensional Iluminação reduzida: 29

30 Elaboração tridimensional Iluminação de refletor: 30

31 Elaboração tridimensional Coloração chapada: Coloração variam bruscamente 31

32 Elaboração tridimensional Coloração de Gouraud: Cria se uma ilusão de curvatura 32

33 Elaboração tridimensional Coloração de Phong: Representação mais realista de reflexão ( pontos brilhantes) 33

34 Elaboração tridimensional Comparação de técnicas de elaboração : Modelo Qualidade Aplicação Chapado Baixa Pré visualização, realce das facetas Gouraud Média Uso normal Phong Alta Melhor reprodução dos pontos brilhantes 34

35 Elaboração tridimensional Texturas: simulam detalhes complexos através da projeção de imagens 2D sobre uma superfície; permitem efeitos atraentes, mas aumentam muito o tempo de elaboração; as imagens 2D podem também ser usadas para simular a rugosidade 3D. 35

36 Elaboração tridimensional Aplicação de textura: 36

37 Elaboração tridimensional Aplicação de imagem: 37

38 Elaboração tridimensional Mapa de rugosidade: 38

39 Elaboração tridimensional Sombras, reflexos e refrações: contribuem em muito para o realismo aparente; A coloração das superfícies mais próximas ao observador é misturada com a coloração de superfícies posteriores, para transmitir a sensação de superfície feitas de material transparente. Ilusão apenas aproximada, pois não se imita o efeito de refração. 39

40 Elaboração tridimensional Cena com dois objetos: 40

41 Elaboração tridimensional Transparência: 41

42 Realidade virtual Realidade virtual: ambiente artificial apresentado a um usuário de forma a que se assemelhe o mais possível a um ambiente real; sistemas mais avançados são imersivos ( envolvem completamente a visão, a audição e o tato(luvas e trajes com sensores); sistemas para grupos: mundos virtuais; 42

43 Realidade virtual Sistemas imersivos: monitores gráficos miniaturizados: em óculos especiais ou capacetes; apresentam uma imagem para cada olho, criando tridimensionalidade; dispositivos que monitoram as ações do usuário: óculos e capacetes que sentem os movimentos da cabeça; 43

44 Realidade virtual Sistemas imersivos: sensores de tato (dispositivos hápticos): luvas e trajes sensores; possivelmente com feedback de força para dar ilusão de solidez. 44

45 Realidade virtual VRML 2.0: primitivas gráficas(cubo,esfera,cone e cilindro); definição de materiais(propriedades de iluminação, ambiente, difusa e especular, brilho e transparência) texturas; transformações de translação, rotação e mudança de escala; instanciação de símbolos gráficos; definição de luzes; definição e posicionamento de câmeras; 45

46 Realidade virtual Modelo exibido em um navegador: 46