CG 2015/2016 Prova de Repescagem LEIC Alameda/Taguspark. 12 de Janeiro de 2016

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1 Computação Gráfica Licenciatura em Engenharia Informática e de Computadores Alameda / Taguspark Repescagem 12 de Janeiro de 2016 A repescagem de um dos testes tem a duração de 1h00. Na repescagem de ambos os testes a prova tem a duração de 2h00. A classificação obtida nesta prova não substitui a nota anteriormente obtida na componente teórica. Na repescagem de cada teste conta para avaliação final a melhor das duas notas. Identifique todas as folhas. Folhas não identificadas não contam para a classificação final. Durante a prova não é permitido o uso de calculadoras ou telemóveis. As respostas devem ser escritas a caneta. Uma resposta errada nas perguntas de escolha múltipla desconta 1/3 da cotação da respectiva questão. Não é autorizado o uso de folhas de rascunho. Pode usar as páginas em branco existentes no enunciado para o efeito. No verso desta página encontra informação de suporte à realização da prova. Boa sorte! Identificação do Aluno Nome: Número:

2 30 o 45 o 60 o sin 0,5 0,707 0,866 cos 0,866 0,707 0,5 tan 0,578 1,0 1, o 45 o 60 o sin cos tan void glutinitwindowsize(int width, int height); void glutinitwindowposition(int x, int y); void glutcreatewindow(char *name); void glviewport(glint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height); void glortho( GLdouble left, GLdouble right, GLdouble bottom, GLdouble top, GLdouble nearval, GLdouble farval); void glulookat(gldouble eyex, GLdouble eyey, GLdouble eyez, GLdouble centerx, GLdouble centery, GLdouble centerz, GLdouble upx,gldouble upy, GLdouble upz); void gluperspective( GLdouble fovy, GLdouble aspect, GLdouble znear, GLdouble zfar); void glteximage2d(glenum target, GLint level, GLint internalformat, GLsizei width, GLsizei height, GLint border,glenum format, GLenum type, const GLvoid * data) void gltexenvi(glenum target, GLenum pname, GLint param); Página 2

3 +++ PRIMEIRO TESTE PRIMEIRO TESTE PRIMEIRO TESTE [1.2v] No contexto da matéria leccionada na cadeira, o que significa fps? (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: First Person Shooter; B: Frames per Second; C: Force per Set; D: Flashes per Second; E: Nenhuma das anteriores; Opção correcta: 2. [2.2v] Considere o seguinte programa em OpenGL. 1: void main(int argc, char** argv) { 2: glutinit (&argc, argv); 3: glutinitdisplaymode (GLUT_DOUBLE GLUT_RGB); 4: glutinitwindowsize (600, 400); 5: glutinitwindowposition (-1, -1); 6: // algum codigo omitido... 10: glutmainloop(); 11: } Qual o resultado de execução da linha 5? Resposta: (espaço intencionalmente deixado em branco usar para rascunho conteúdo não é avaliado) Identificação do Aluno Nome: Número: Página 3

4 (página intencionalmente deixada em branco usar para rascunho conteúdo não é avaliado) Página 4

5 3. [0.9v] Uma das áreas em Computação Gráfica é a representação ou rendering. Diga o que entende por este conceito: (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: Foca a criação de imagens a partir de modelos; B: Aborda a especificação analitica da forma e aparência; C: Permite a criação do movimento a partir de uma sequência de imagens; D: Permite a facilidade na realização e visualização de objectos; E: Nenhuma dos anteriores Opção correcta: 4. [0.9v] Diga qual é o objectivo da computação gráfica em tempo real: (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: Dar ao utilizador controlo interactivo da cena em aplicações de visualização; B: Gerar um conjunto de frames a partir de uma cena; C: Desenhar, através do pipeline gráfico, o desenho de primitivas 3D à medida que estas estão disponiveis no dispositivo 2D; D: Optimizar o pipeline Gráfico 3D pelo uso de triângulos com vértices partilhados; E: Nenhuma dos anteriores Opção correcta: 5. [1.8v] Considere o seguinte programa em OpenGL. 01: int main(int argc, char *argv[]) { 02: glutinit(&argc, argv); 03: glutinitdisplaymode(glut_single GLUT_RGB); 04: glutinitwindowsize (800, 800); 05: glutinitwindowposition (-1, -1); 06: glutdisplayfunc(mydisplay); 07: glutreshapefunc(myreshape); 08: glutmainloop(); 09: return 0; } Qual a função que está em falta para o código executar correctamente? Identificação do Aluno Nome: Número: Página 5

6 6. [3.0v] Considere o seguinte programa em OpenGL. 01: void mydisplay (void) { 02: glclearcolor (0.0f,0.0f,0.0f); 03: glclear(gl_color_buffer_bit); 04: glcolor3f (1.0f,1.0f,0.0f); 05: glbegin (GL_POLYGON); 06: glvertex3f(-1.0f,1.0f,0.0f); 07: glvertex3f(1.0f,1.0f,0.0f); 08: glvertex3f(0.0f,-1.0f,0.0f); 09: glend(); 10: glflush(); } a) [1.5v] Descreva a forma e orientação do objecto produzida por este código. b) [1.5v] Qual a cor do objecto e do fundo? (espaço intencionalmente deixado em branco usar para rascunho conteúdo não é avaliado) Página 6

7 7. [2.5v] Considere os triângulos T={A, B, C} e T ={A, B, C } representados na figura abaixo. y 30 A 20 P 10 B C C A B (0,0) x a) [1.5] Indique a matriz de transformação a aplicar ao triângulo T para o transformar no triângulo T. b) [1.0v] Calcule as coordenadas do ponto P resultante da aplicação ao ponto P da transformação ao triângulo T para o transformar no triângulo T, referida na alínea anterior. Identificação do Aluno Nome: Número: Página 7

8 8. [1.0v] Assumindo que o topo da pilha de matrizes activa contém a matriz identidade. Indique qual o conteúdo do topo da pilha após se executar o comando OpenGL: glrotatef(90, 0.0f, 0.0f, 1.0f); gltranslatef(3.0f, 2.0f, -1.0f); 9. [2.5v] Modelou um jipe em duas dimensões, centrado na origem do seu referencial UV, com a frente em U=10 e a traseira em U=-10. Este modelo tem uma roda suplente colocada na posição PUV=(-10, 2). c) [1.6v] Sabendo que o jipe se encontra na posição JWCS=(20,20) e está virado para o ponto DWCS=(40, 40), calcule a matriz de transformação composta M UV WCS que realiza a mudança do referencial do jipe para o sistema de coordenadas do mundo. d) [0.9v] Qual a posição da roda suplente em coordenadas do mundo? (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: PWCS= (-2, 10) B: PWCS= (20 4 2, ) C: PWCS= (50, 20) D: PWCS= (3 2/2, 2/2) E: Nenhuma das anteriores Opção correcta: Página 8

9 10. [4.0v] Considere o código abaixo: 01: glmatrixmode(gl_modelview); 02: glloadidentity(); 03: glmatrixmode(gl_projection); 04: glloadidentity(); 05: gluperspective(90.0f, 1.0f, 1.0f, 2.0f); 06: glbegin(gl_points); 07: glvertex3f(0.5f,0.5f,1.0f); // ponto A 09: glvertex3f(1.5f,1.5f,3.0f); // ponto B 10: glvertex3f(-1.5f,0.5f,0.5f); // ponto C 11: glvertex3f(1.5f,-1.5f,0.0f); // ponto D 12: glend(); e) [2v] Escreva o conteudo da matriz CTM após a execução da linha 05 b) [1.1v] Indique quais os pontos (A,B,C,D) que se encontram dentro do volume de visualização, após a execução da linha de código 12 c) [0.9v] O volume de visualização em coordenadas do Modelo definido pela transformação da linha 5 acima é descrito por: (escolha múltipla: indique a opção correcta) A: Um Paralelelepipedo com a face anterior em Z=1 B: Um Paralelelepipedo centrado em (0, 0, 0, 1)T C: Um Tronco de Cone com a base em z=2; D: Nenhuma das anteriores; Opção correcta: Identificação do Aluno Nome: Número: Página 9

11 +++ SEGUNDO TESTE SEGUNDO TESTE SEGUNDO TESTE [0.9v] Indique qual dos trechos de código OpenGL deve ser usada para definir uma fonte de luz direcional. (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f, 1.0f }; gllightfv(gl_light0, GL_SPOT_DIRECTION, v ); B: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f, 1.0f }; gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, v ); C: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f }; gllightfv(gl_light0, GL_SPOT_DIRECTION, v ); D: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f }; gllightfv(gl_light0, GL_POSITION, v ); E: Nenhuma das opções anteriores Opção correcta: 2. [2.1v] Considere que tem uma fonte de luz pontual em definida nas linhas de código abaixo, que está activo o cálculo da iluminação e que não existe nenhuma componente de luz ambiente global. Tal como ilustrado na figura, o observador olha para um ponto P na superfície segundo um ângulo ø de 30 graus e que o ângulo θ entre a recta que liga o ponto observado e a fonte de luz é de 60. Identificação do Aluno Nome: Número: Página 11

12 GLfloat ambient[] = { 0.3, 0.0, 1.0, 1.0 }; GLfloat diffuse[] = { 1.0, 0.5, 0.5, 1.0 }; GLfloat specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 }; gllightfv(gl_light0, GL_AMBIENT, ambient); gllightfv(gl_light0, GL_DIFFUSE, diffuse); gllightfv(gl_light0, GL_SPECULAR, specular); GLfloat mat_ambient[] = { 0.1, 1.0, 1.0, 1.0 }; GLfloat mat_diffuse[] = { 0.6, 1.0, 0.5, 1.0 }; GLfloat mat_specular[] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 }; glmaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, mat_ambient); glmaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, mat_diffuse); glmaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, mat_specular); glmaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 2.0); gllightf(gl_light0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 1.0); gllightf(gl_light0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 0.0); gllightf(gl_light0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.0); a) [0.9v] Qual o ângulo α entre o halfway vector e a normal à superfície? α = b) [1.2v] Tendo em conta as propriedades do material definidas no código, indique qual o valor da três componentes da cor para esse ponto P, utilizando o modelo de Phong modificado. P R = P G = P B = 3. [2.1v] Considere o quadrado ABCD ilustrado na figura abaixo e definido pelos pontos A = [5 5] T, B = [20 5] T, C = [20 20] T e D = [5 20] T. Calcule a cor RGB do ponto no centro do quadrado, utilizando sombreamento de Gouraud, sabendo que as cores nos vértices são dadas por Cor A = [ ], Cor B = [ ], Cor C = [ ] e Cor D = [ ]. y 20 D C C 10 B AA B (0,0) x Página 12

13 Cor R (P)= Cor G (P)= Cor B (P)= 4. [0.9v] Para determinar a cor numa quadrícula, o sombreamento de Phong... (escolha múltipla: indique a opção que conclui a frase correctamente. Resposta errada desconta 1/3 da cotação) A: interpola as normais nos vértices do polígono; B: interpola as cores nos vértices do polígono; C: usa a média das cores nos vértices do polígono; D: usa a cor do primeiro vértice do polígono; E: Nenhuma das opções anteriores. Opção correcta: (espaço intencionalmente deixado em branco usar para rascunho conteúdo não é avaliado) Identificação do Aluno Nome: Número: Página 13

15 5. [2.0v] Considere a Figura em que o polígono ABCD é recortado pela aresta esquerda, WS, de um rectângulo de Recorte. D C W C A A B S a) [0.5v] Qual o nome do algoritmo que é usado para efectuar o recorte de polígonos b) [0.7v] Considere o segmento de recta DA. Quais são os vértices que irão pertencer ao polígono recortado? c) [0.8v] Considere agora o segmento de recta CD. Quais são os vértices que irão pertencer ao polígono recortado? 6. [2.1v] Pretende discretizar, usando o algoritmo de linha de varrimento, o triângulo com vértices A (1,1), B (1,6) e C (6,6): a) [0.7v] Para aumentar a eficiência do processo de discretização cada aresta é representada por um tuplo. Qual o significado de cada um dos elementos desse tuplo? Identificação do Aluno Nome: Número: Página 15

16 b) [0.7v] Na linha de varrimento 2 qual é o conteúdo das Tabelas de Arestas Activas? c) [0.7v] Na linha de varrimento 6 quais são as quadrículas que vão ser preenchidas? 7. [0.9v] O algoritmo back-face culling permite (escolha múltipla: indique a opção que conclui a frase correctamente. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: Remover polígonos côncavos; B: Discretizar polígonos convexos ; C: Remover faces dianteiras; D: Discretizar segmentos de recta : E: Nenhuma das opções anteriores. Opção correcta: (espaço intencionalmente deixado em branco usar para rascunho conteúdo não é avaliado) Página 16

17 8. [2.4v] Considere uma imagem com resolução de 1000 x 1000 pixéis. Imagine que quer sintetizar uma imagem por traçado de raios (ray-tracing) a partir de uma cena com 100 objectos a) [1.2v] Quantas intersecções entre raios primários e objectos terão de ser calculadas para sintetizar a imagem, no caso mais desfavorável? b) [1.2v] Quantos raios secundários pode cada raio primário originar (considere o caso mais genérico)? 9. [0.6v] Qual das seguintes técnicas / optimizações não se aplica ao ray-tracing? (escolha múltipla: indique a opção mais correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A: Back-face culling (remoção de faces traseiras); B: Raios "Shadow Feeler"; C: Traçado recursivo de raios; D: Cálculo de raios de refracção; E: Nenhuma das opções anteriores. Opção correcta: 10. [1.5v] Quer produzir um efeito semelhante a uma superfície com relevo (superfícies com altos e baixos e/ou rugosidades) utilizando mapeamento de texturas. a) [0.6v] Que técnica de mapeamento de texturas pode usar? Identificação do Aluno Nome: Número: Página 17

18 b) [0.9v] Para obter este efeito, a técnica descrita acima recorre à perturbação dos valores das coordenadas... (escolha múltipla: indique a opção que conclui a frase correctamente. Resposta errada desconta 1/3 da cotação) A: dos vértices das facetas; B: paramétricas dos texels; C: dos afixos das normais às facetas; D: dos coeficientes do modelo de iluminação de Blinn-Phong; E: Nenhuma das opções anteriores. Opção correcta: 11. [1.5v] Considere que deseja controlar o mapeamento de texturas de modo a substituir todos os pixeis correspondentes a um polígono pelos valores calculados a partir dos texels da textura apenas. Indique os valores das constantes na linha de código OpenGL abaixo para obter este resultado: gltexenvi(gl_texture_env, B, C) B = C = (espaço intencionalmente deixado em branco usar para rascunho conteúdo não é avaliado) Página 18

19 12. [1.2v] Diga qual o número máximo de cores suportado pelo formato GIF 13. [0.9v] Quer colocar a imagem seguinte num ficheiro para distribuir via World Wide Web. 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Nestas condições, qual será o formato mais apropriado para o armazenamento da imagem? A: jpeg B: PNG C: EPS D: jfif E: Nenhuma das anteriores. (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) Opção correcta: 14. [0.9v] Diga o que entende por saturação de cor... (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação) A:... a intensidade da cor reflectida B:... o comprimento de onda dominante de cor C:... a distância da cor ao cinzento de igual intensidade D:... a intensidade de cor emitida E: Nenhuma das anteriores Opção correcta: Identificação do Aluno Nome: Número: Página 19