Computação Gráfica II

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1 Computação Gráfica II Representação de Objetos Prof. Rodrigo Rocha Pipeline de visualização 3D 1

2 Representação dos objetos Aramada (Wire frame) Objetos são representados por um conjunto de arestas que define as bordas do objeto Extensão 3D da representação 2D por contornos Vantagem Velocidade d deexibição dos modelos sendo necessário somente a exibição das linhas Desvantagem Gera um representação ambígua Margem para diversas interpretações Exemplo: quais as arestas dianteiras e traseiras? Dificuldade de realizar certas operações como a determinação da massa ou volume Não tem como garantir que seja um sólido válido 2

3 Faces (ou superfícies limitantes) Utiliza superfícies limitantes para descrever seus contornos São supostamente fechadas e orientáveis Possível distinguir entre os dois lados da superfície (interior e exterior) Conjunto de superfícies define uma região fechada Superfícies que limitam a região: faces Técnica também é denominada Boundary Representation ou B-rep Descrição dos objetos pelos seus contornos (faces, arestas e vértices) Faces poligonais Figuras planas fechadas formadas por muitos segmentos de retas e ângulos Mais simples é o triângulo Polígono regular Ângulos e lados iguais Tesselation (tiling) Cobertura de uma área plana por repetições Exemplo: calçada portuguesa Quase todos os softwares de modelagem real-time rendering (jogos e realidade virtual) Utilizam representação por faces triangulares 3

4 Modelagem Geométrica Podemos dividir em 3 formas Método matemático de modelagem Descrição matemática e algoritmos para gerar o objeto Exemplos: Modelagem por varredura Modelagem por fractal Utilização Modelar efeitos naturais como turbulência ou proliferação de organismos microscópicos Método automático Mais sofisticado, rápido e poderoso Através de equipamentos (scanner 3D) podemos obter o modelo tridimensional do objeto Método manual Mais fácil, barato e antigo Utiliza as medidas do mundo real e a intuição do modelador Utilizado: industrias automobilísticas e aeronáutica para a concepção e testes de novos modelos Primitivas Definição de um conjunto de formas sólidas primitivas que são relevantes à área de aplicação Formas sólidas primitivas Círculo, Elipse, Retângulo Esfera Cilindro Esfera, Cilindro Cubo, Paralelepípedo Cria novos objetos através do posicionamento de objetos por transformações geométricas (escala, rotação, translação, etc.) Exemplo: Uma cadeira pode ser modelada com a justaposição de paralelepípedos 4

5 Combinações de objetos Mais intuitivo e popular Feita por justaposição ou colagem de objetos Operações booleanas Soma, interseção ou diferença Geometria sólida construtiva Usa um esquema de representação de sólidos através de operações booleanas ou combinações de objetos sólidos a partir de operações de conjuntos (união, interseção e diferença) Objeto é armazenado como uma árvore de operadores (nós) e primitivas simples Alguns nós representam operadores booleanos Outros, translação, rotação, escala, etc... 5

6 Connect Cria novos sólidos a partir de sólidos já existentes combinados por uma conexão Conecta dois ou mais objetos preenchendo espaços em suas superfícies Varredura(sweep) ou Deslizamento Varredura Translacional (extrusão) Obtido pela translação por uma distância D, de uma superfície C, ao longo de um vetor V Varredura translacional de um retângulo gera um paralelepípedo de uma circunferência gera um cilíndro 6

7 Varredura rotacional Varredura(sweep) ou Deslizamento A superfície do objeto é descrita por uma superfície ou curva que gira em torno de um eixo Alguns sistemas de modelagem atribuem o nome de Lathe (torno mecânico) a esse método Informações Bibliografia GOMES, J. e VELHO, L. Computação Gráfica: Volume 1. Série Computação e Matemática, SBM/IMPA, VELHO, L. e GOMES, J. Sistemas Gráficos 3D. Serie Computação e Matemática, SBM/IMPA, Complementar FOLEY, J. D. et al. Computer Graphics Principles and Practice. Addison-Wesley, HEARN D., BAKER, M.P., Computer Graphics: C Version, 2nd edition, Prentice Hall WATT, A. 3D Computer Graphics. Addison-Wesley,