Prof. Leandro da Silva Taddeo

– Introdução à Computação Gráfica

Aula 1

Ferramenta não convencional que permite ao artista transcender das técnicas tradicionais de desenho ou modelagem Imagens são geradas mais facilmente

através de software Proporciona um maior poder de abstração,

ajudando na criação de imagens complexas e em muitos casos não imaginadas

O artista precisa ter apenas a idéia e deixar a parte complexa por conta da máquina Ex: simulação de sombras

Definição2

Introdução à C.G.

Segundo a ISO:

“Computação gráfica é um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para ou de um dispositivo gráfico através do

computador”

Definição3

Introdução à C.G.

Matemática X Natureza

Fractais

Definição4

Introdução à C.G.

Matemática X Natureza

Definição5

Introdução à C.G.

Década de 50: 1950

Whirlwind – MIT Finalidade acadêmica Informações de radar em imagens Tubo de raios catódicos (CRT)

1959 Surge o termo “Computer Graphics”

Origens da C.G.Introdução à C.G.

6

Década de 60: 1962

Ivan Sutherland publica a tese Sketchpad – A Man-Machine Graphical Communication System

Técnicas de interação que usavam o teclado e a caneta ótica para desenhar, apontar e escolher alternativas

1965 A GM desenvolve o precursor dos programas de

CAD (Computer Aided Design) No final da década de 60 praticamente toda a

indústria automobilística e aeroespacial utilizava softwares de CAD

Origens da C.G.7

Introdução à C.G.

Década de 70: Desenvolvimento de algoritmos utilizados até

hoje z-buffer

Atari (jogo Pong) Barateamento das máquinas levou ao

aparecimento do primeiro computador com interface visual

Reconhecimento da C.G. como área da Computação

Aparecimento de congressos (SIGGRAPH) e livros (fractais)

Origens da C.G.8

Introdução à C.G.

Década de 80: Publicação de imagem de erupção

vulcânica no espaço Uso de técnicas para melhorar imagens

Redução de ruídos, melhoria de contraste, etc

Surgimento de técnicas de iluminação como ray-tracing Aproximar imagens reais às dos computadores

Simulação de expressões faciais “Cabeça falante”

Origens da C.G.9

Introdução à C.G.

Década de 90: Amadurecimento da C.G. Filmes com perfeição de fotorealismo

Jurassic Park (movimentos dos dinossauros) Exterminador do Futuro 2 (personagem

computadorizado) Toy Story (primeiro longa 3D)

Surgimento do Open GL e placas gráficas 2000 em diante

Shrek, Final Fantasy, Matrix Reloaded

Origens da C.G.10

Introdução à C.G.

A Computação Gráfica atualmente engloba pelo menos 3 divisões: Síntese de Imagens Processamento de Imagens Análise de Imagens

Divisões11

Introdução à C.G.

Síntese de Imagens: Considera a criação sintética das imagens

Cria as representações visuais de objetos a partir das especificações geométricas e visuais de seus componentes

Divisões12

Introdução à C.G.

vértices,conexões,texturas,

etc

vértices,conexões,texturas,

etc

Processamento de Imagens: Considera o processamento das imagens

na forma digital e suas transformações, por exemplo, para melhorar ou realçar suas características visuais

Divisões13

Introdução à C.G.

Análise de Imagens: Considera as imagens digitais e as analisa

para obtenção de características desejadas

Divisões14

Introdução à C.G.

Em Resumo:

Divisões15

Introdução à C.G.Pro

cess

am

ento

de D

ad

os

Pro

cessa

mento

de Im

agens

Síntese de Imagens

Análise de Imagens

A Computação Gráfica possui 3 sub-áreas principais: Modelagem geométrica Síntese de imagens realistas Animação por computador

Sub-Áreas16

Introdução à C.G.

Introdução à C.G.

Representados por coleções de objetos geométricos Pontos Retas Curvas Planos Polígonos

Amostragem em grades retangulares

Tipicamente, imagens digitais Matrizes de “pixels” Cada pixel representa uma

cor Dados volumétricos

Imagens médicas Cada pixel representa

densidade ou intensidade de algum campo

17

Gráficos Vetoriais Gráficos Matriciais

Representações Gráficas

Permitem uma série de operações sem (quase) perda de precisão Transformações lineares

Por que “quase”? Estruturas de dados utilizam pontos e vetores cujas coordenadas são números reais É necessário usar aproximações

Representação em ponto-flutuante Complexidade de processamento = O (nº

vértices) Exibição

Dispositivos vetoriais Dispositivos matriciais (requer amostragem, i.e.,

rasterização)

Representações Vetoriais18

Introdução à C.G.

Representação flexível e muito comum Complexidade de processamento = O (no

de pixels) Muitas operações implicam em perda de

precisão (reamostragem) Ex.: rotação, escala Técnicas para lidar com o problema

Ex.: técnicas anti-serrilhado (anti-aliasing) Exibição

Dispositivos matriciais Dispositivos vetoriais (requer uso de técnicas

de reconhecimento de padrões)

Representações Matriciais19

Introdução à C.G.

Vetoriais Trabalham com informações geométricas

definidas por suas coordenadas espaciais, tais como pontos e linhas

Ex: mouse (entrada), plotter (saída) Matriciais

Trabalham com informações de cor associadas à uma região do espaço

Ex: scanner, monitor

Dispositivos Gráficos20

Introdução à C.G.