Professor: Computação Gráfica I. Anselmo Montenegro Conteúdo: - Introdução. Instituto de Computação - UFF

Transcrição

1 Computação Gráfica I Professor: Anselmo Montenegro Conteúdo: - Introdução 1

2 Computação Gráfica : noção clássica DADOS Computação Gráfica IMAGENS 2

3 Aplicações: cinema 3

4 Aplicações: cinema 4

5 Aplicações: cinema 5

6 Aplicações: jogos eletrônicos 6

7 Aplicações: jogos eletrônicos 7

8 Aplicações: geofísica Petrobras Tecgraf PUC-Rio 3dvisualization.html 8

9 Aplicações: indústria commons/4/4a/fae_visualization.jpg 9

10 Aplicações: medicina 10

11 Aplicações: visualização científica AstroMSseqF_063aL_% %29.jpg 11

12 Sub-áreas da Computação Gráfica Modelagem Modelos e Dados Síntese de Imagens (Visualização) Análise de Imagens (Visão Computacional) Imagem digital Processamento de Imagens 12

13 Síntese de imagens 13

14 Síntese de imagens real-time-path-tracing-streets-of-asia.html 14

15 Síntese de imagens real-time-path-tracing-streets-of-asia.html 15

16 Processamento de imagens Tons de cinza Borramento Detecção de arestas 16

17 Processamento de imagens!!d,f!!!!d8f! "#$%&'!()!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!D7F! *+,-./'!01!2'$-'34,4#03!5#46!70-./'+!8,79$&0%3:2)!! 17

18 Processamento de imagens!!!!!!!!!!!!d,f!!!!d8f!! 18

19 Visão Computacional 19

20 Modelagem Geométrica 20

21 Modelagem Geométrica 21

22 Novas tendências projects/surfacerecon/ 22

23 Fundamentos da Computação Gráfica Modelos físicos Modelos matemáticos Esquemas de representação. Estruturas de dados e algoritmos. Universo Universo Universo de Universo de Físico Matemático Representação Implementação 23

24 Fundamentos da Computação Gráfica z f(u 0,v 0 ) u Físico v I = f : U R 2 R Matemático M(z ij ) Zij=f(x i,y j ) (x i,y j ) float terreno[n][m];.. Representação Implementação 24

25 Requisitos da Computação Gráfica EFICIÊNCIA REALISMO 25

26 Profissionais da Computação Gráfica Usuários. Customizadores. Programadores de aplicações. Desenvolvedores de ferramentas. 26

27 Computação Gráfica: um histórico Anos Ivan Sutherland (Sketchpad, 1963). Tecnologia de display: terminais gráficos vetoriais capazes de armazenar primitivas (raster inviável, devido a custo de memória e capacidade de processamento). Wire-frame, aplicações de CAD. Problemas fundamentais: visibilidade, recorte, técnicas de modelagem geométrica (2D e 3D). 27

28 Computação Gráfica: um histórico Ivan Sutherland 28

29 Computação Gráfica: um histórico Anos 80 Viabilização da tecnologia raster (economia de mercado, microcomputadores). Adaptação das técnicas wire-frame para raster. Z-buffer: inviável quando introduzido (1975), mas a tecnologia do futuro. Visualização realista, animação, iluminação global (radiosidade). Interfaces gráficas. 29

30 Computação Gráfica: um histórico Anos 90 Consolidação do raster. Visualização volumétrica. Maior integração com imagens (modelagem e visualização baseada em imagens). Aquisição de movimentos. Realismo em movimento (efeitos especiais). 30

31 Computação Gráfica: um histórico Na atualidade Programação em placas gráficas (indústria de jogos). Modelos de iluminação mais realistas(não Lambertianas). Aquisição de dados fotométricos mais precisos (HDR). Aquisição de geometria em tempo real. Modelos baseados em pontos. Superfícies de subdivisão. 31

32 Ciclo de vida dos problemas Os problemas essenciais são recolocados a cada mudança de tecnologia: Modelagem. Visibilidade. Imageamento. Animação. 32

33 Ferramentos para a programação gráfica??? VisualBasic Java Delphi C / C++ DirectX GLUT PHIGS CanvasDraw IUP/lua RenderWare ToolBook Motif HOOPS Xlib GKS QuickDraw OpenGL C &OpenGL (c/ GLUT) 33

34 Programa do curso Parte I Introdução Objetos Gráficos 2D Cores e Imagens Pipeline Gráfico Introdução à OpenGL Transformações geométricas no plano Algoritmos para rasterização de linhas e polígono Recorte 2D Transformações de tela 34

35 Programa do curso Parte II Objetos gráficos 3D Transformações geométricas 3D Instanciação de objetos Transformações de visualização e modelos de câmera virtual Eliminação de superfícies não visíveis Modelos de Iluminação Mapeamentos 35