Introdução Geral a Computação Gráfica. Universidade Católica de Pelotas Curso de Engenharia da Computação Disciplina de Computação Gráfica

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1 Introdução Geral a Computação Gráfica Universidade Católica de Pelotas Curso de Engenharia da Computação Disciplina de

2 2 Introdução Geral a O que é CG? Áreas de Atuação Definição, Arte e Matemática Mercado Gerações da CG Classificação da CG quanto ao tratamento de imagens Fatores que influenciam no processo de criação de imagens em um SCGI Estilos Gráficos Primitivas Gráficas

3 3

4 4 O que é? Imagens geradas por computador Revistas, Jogos, WEB, Cinema, Televisão... Ferramentas Hardware: Monitores, Placas, Scanners Software: Bibliotecas (OpenGL, Directx...) Sistemas de Modelagem (Max, Maia...)

5 5 Áreas de atuação

6 6 Definição de (1/2) Segundo a ISO: Um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para um dispositivo gráfico através do computador.

7 7 Definição de (2/2) É a área que estuda os processos computacionais envolvendo modelos geométricos e imagens digitais; A representação e manipulação de imagens de dados por um computador; Diferentes tecnologias utilizadas para criar e manipular imagens; Sub-área da computação que estuda métodos de síntese e manipulação digital de conteúdo visual.

8 8, Arte e Matemática Ferramenta não convencional de produção de arte. Imagens geradas a partir de equações podem ser consideradas arte. Maior poder de abstração.

9 9 Mercado da A CP está presente em quase todos os segmentos do mercado de trabalho. Designers Modeladores Animadores Ilustradores Programadores

10 10 Gerações da

11 11 Primeira Geração (WireFrame) Vertices: transformações, projeções Rasterização: interpolação de cores (pontos, linhas) Fragmentos: overwrite Data: até 1987 Primeiros projetos desenvolvidos por computador

12 12 Segunda Geração (Solidos com sombreamento) Vertices: cálculo da luz Rasterização: interpolação de profundidade (triângulos) Fragmentos: depth buffer, color blending Data:

13 13 Terceira Geração (Textualização) Vertices: transformação de coordenada da textura Rasterização: interpolação da coordenada da textura Fragmentos: avaliação da textura, antialiasing Data:

14 14 Quarta Geração (Programação) Sombreamento programado Image-based rendering Convergências das mídias de produção Superfícies curvas

15 15 Classificação da quanto ao tratamento de imagens Síntese de Imagens Processamento de Imagens Análise de Imagens Visualização Computacional

16 16 Síntese de Imagens (1/2) Como são formadas as imagens na tela do computador? Emprega técnicas destinadas à criação e manipulação de imagens artificiais a partir de modelos matemáticos e geométricos. Criação de imagens abstratas; Visualização de modelos matemáticos; Geração de gráficos matemáticos e artísticos; Edição de desenhos e simulação.

17 17 Síntese de Imagens (2/2) Parte da descrição de objetos: segmentos de reta, polígonos, esferas, etc.; e produz uma imagem que atende a certas especificações e que pode, em última instância, ser visualizada em algum dispositivo (terminal de vídeo, impressora, filme fotográfico..). As imagens em questão constituem uma representação visual de objetos bi ou tridimensionais descritos através de especificações abstratas. Exemplos: digitalização de imagens; imagens de satélites e radar; imagens geradas através de dados numéricos, equipamentos eletrônicos.

18 18 Análise de Imagens Considera as imagens digitais e as analisa para obtenção de características desejadas. Especificação dos componentes de uma imagem a partir de sua representação visual. Produz uma informação não pictórica da imagem a partir da própria imagem (Ex.: as primitivas geométricas que compõem a imagem, mapas térmicos, densidades). Toda análise feita em um imagem.

19 19 Processamento de Imagens Envolve técnicas de transformação de imagens visando melhorar a qualidade da imagem (foco, ruído, contraste) Utiliza técnicas de análise e síntese para manipular imagens obtidas do mundo real. Montagens de efeitos especiais Processamento de imagens de satélites e aeronaves Retoques de fotografias O processamento de imagens parte de imagens já prontas para serem visualizadas, as quais são transferidas para o computador por mecanismos diversos - digitalização de fotos, tomadas de uma câmera ou imagens de satélite - para serem manipuladas visando diferentes objetivos.

20 20 Visualização Computacional Usa técnicas de para representar informação para facilitar o entendimento de conjuntos de dados numéricos de alta complexidade. Exemplos: visualização de imagens médicas, meteorologia, dados financeiros, dinâmica dos fluidos, dentre outras. O que existe em comum é que a representação gráfica (superfícies, partículas, ícones) são geradas automaticamente a partir do conjunto de dados. Ao usuário cabe definir parâmetros e atributos da imagem para melhor navegar seu conjunto de dados. Dessa maneira, a visualização de dados partilha de características da síntese, do processamento e da análise de dados.

21 21 Atividades I Videos History of Computer Graphics (1972) Pesquisar Vídeo Computer Graphics Timeline Artigo Introdução a Isabel Harb Manssour e Marcelo Cohen Publicação 2006 Revista RITA Volume XIII Número 2 Disponível em: Folha de Exercícios

22 22 Fatores que influenciam no processo de criação de imagens em um Sistema de Interativa (SCGI)

23 23 Fatores: Elementos essenciais: computador, imagem e operador. Características do operador: conteúdo da imagem; disposição e tamanho dos elementos que compõem a imagem; formato; e cores ou tom de cor em caso de imagens monicromáticas. Partes de um Sistema Gráfico: equipamento; programas e documentação.

24 24 Estilos Gráficos (1/3) Gráficos de Caracteres ou de Mosaico No computador existe um conjunto de caracteres gráficos (Tabela ASCII). Entretanto é muito limitado, destinado a gráficos simples.

25 25 Estilos Gráficos (2/3) Gráficos Caligráficos Os desenhos são formados por linhas. Utilizados para gráficos no papel para produzir desenhos complexos. Não é próprio para preenchimento de áreas coloridas, realismo ou sombreados.

26 26 Estilos Gráficos (3/3) Gráficos de Pixel Formados por pontos muito próximos Permite desenhar linhas e áreas de diversas cores Problema com a resolução do computador, pois as linhas diagonais tem forma de escada. O1w0jS1rQcI/UDYKjp_ErpI/AAAAAAAAAn0/487yKpxMI 80/s640/mario.PNG

27 27 Primitivas Gráficas

28 28 Primitivas Gráficas Chamamos os elementos básicos que formam um desenho. Ex. Pontos, segmentos, linhas, retângulos, círculos, arcos, outros. Primitivas já definidas dão origem a novas primitivas: A polilinha é a concatenação de vários segmentos O polígono é a adequação de uma polilinha.

29 29 Representação de Imagens Atributos podem ser associados as primitivas: O Ponto pode ter uma cor A linha pode ter espessura, cor, traço

30 30 Janela Gráfica

31 31 Ponto Tratamos como um pixel, com propriedades: posição no plano e cor. Tamanho do pixel depende da resolução gráfica. Operação de manipulação de pixels são fundamentais para construção e alteração de imagens

32 32 Retas Algoritmos para desenhar retas: Digital Differentrial Analyser (DDA) Bresenham Conhecido como algoritmo do Ponto Médio.

33 33 Atividades II Folha de Exercícios