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COMPUTAÇÃO GRÁFICA

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COMPUTAÇÃO GRÁFICA• De acordo com a ISO (“International Standard

Organization”) Computação Gráfica é um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para ou de um dispositivo gráfico através de computador.

• A computação gráfica compreende três áreas:– Síntese de imagens, que transforma dados em imagens;– Processamento de imagens, que transforma imagens em

outras imagens;– Análise de imagens, que transforma imagens em dados.

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TIPOS DE COMPUTAÇÃO

Entrada Saída Tipo de Computação Dados Dados Clássica Dados Imagens Síntese de Imagens Imagens Imagens Processamento de Imagens Imagens Dados Análise de Imagens

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GRÁFICOS EM COMPUTADORES

• As imagens gráficas são vistas em telas ou em “hard copy” (papel ou películas). Existem dispositivos gráficos que criam as imagens.

• Os dispositivos gráficos recebem a informação a exibir de uma área de memória intitulada “Framebuffer”, interface entre o software e o hardware.

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ARMAZENAMENTO DE GRÁFICOS

• Os gráficos ficam armazenados sob a forma de:– Pontos, definidos por três coordenadas

geométricas e quatro coordenadas de cor.– Figuras planas ou sólidos definidos por suas

propriedades, equações ou pontos característicos.

– Mapas de bits representando imagens ou texturas.

– Fontes de iluminação definidas por coordenadas e características próprias.

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REALISMO

• A informação armazenada é processada para a criação de cenas buscando a introdução de realismo, o que recebe o nome de renderização.

• Uma vez criada a cena define-se como ela será observada e transmite-se a imagem obtida deste ponto de vista para uma área de memória. Este processo recebe o nome de rasterização e a área de memória é o “framebuffer”.

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Definições e terminologia

• Frame buffer• Renderização• Rasterização• Viewport

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Frame buffer

• “Frame buffer” é a memória do dispositivo gráfico, ou seja, a imagem que será exibida na tela

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Renderização• Renderização é um processo de introdução de realismo

nas cenas ou conversão de dados em uma imagem realista. O processo consiste de:– construção do modelo– aplicação de transformações para obter aparência 3D– eliminação de faces escondidas– execução dos recortes no volume de visualização

(“clipping”)– conversão da representação 3D para pixels (“rasterização”)– tratamento de partes escondidas (vários objetos)– sombreamento

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Rasterização

• Rasterização pode ser definida como conversão da representação vetorial para matricial e é a operação que carrega o “frame buffer”.

 

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JANELAS E VIEWPORTS• O dispositivo de saída, que vai exibir o gráfico, possui uma

área de exibição. O aplicativo que vai exibir um gráfico especifica uma porção da área de exibição na qual vai operar – uma janela. Dentro dessa janela partes podem ser reservadas para finalidades de exibição de textos, logotipos, mensagens, etc. A parte da janela na qual se vai desenhar um gráfico recebe o nome de “viewport”.

• O mapeamento do sistema de Coordenadas Lógicas Cartesianas em Coordenados de Pixels da tela é chamado de Viewport.

• Viewport é a região dentro de uma janela na qual será desenhada a área cortada (a exibir).

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JANELAS E VIEWPORTS

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TIPOS DE PROJEÇÃO

• Projeções paralelas• Projeções cônicas

–(visão em perspectiva)

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VOLUME DE VISUALIZAÇÃO

• O volume de visualização é aquele dentro do qual os objetos são visíveis e manipuláveis.

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PROJEÇÕES PARALELAS

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PROJEÇÕES EM PESRPECTIVA

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SISTEMA DE EIXOS

• O Sistema de eixos é considerado como aquele que tem:– O eixo X na horizontal apontando para a

direita do observador olhando a tela,– O eixo Y na vertical apontando para cima– O eixo Z normal ao plano XY apontando

para o observador (para fora da tela)

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SISTEMA DE EIXOS

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Bibliotecas Gráficas

• As bibliotecas gráficas destinam-se a facilitar a programação por parte de usuários finais.

• Apresentam funções que integram as aplicações de maneira transparente.

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Exemplos

• Renderização• Robo

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Exemplos

• Rasterização/Renderização• Robo com perspectiva dimétrica• Cubo com rasterização variável• Jato com rasterização variável• Cubo com textura e rasterização variável

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Bibliotecas Gráficas

• Presentemente as bibliotecas gráficas de uso geral são:

• OpenGL– Originada na SGI e hoje de código livre

• DirectX– Produto Microsoft

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Bibliotecas Gráficas

• Funções fornecidas– Primitivas gráficas– Funções auxiliares– Funções de integração

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Primitivas gráficas

• Geração de pontos, linhas, polígonos, etc.• Habilitação de propriedades• Transformações geométricas• Cores• Texturas• Modelos de iluminação• Uso de pilhas

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Funções auxiliares

• Geração de sólidos• Posicionamento de observador• Tipo de projeção

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Funções de integração

• Montagem do contexto• Renderização ou desenho• Rasterização ou redimensionamento• Teclado• Mouse• Ociosidade (“Idle”)• Ciclo (“Main loop”)

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Notas de Aula de OpenGL

• Apresentação OpenGL de Computação Gráfica, da Professora Aura Conci