Computação Gráfica

Aula 1

Prof. Esp. Danilo Augusto

daniloaugusto@gmail.com

Computação Gráfica

“Disciplina que trata de todas as teorias, métodos e técnicas de representação, cálculos

e visualização de gráficos através do computador”

“Arte, ciência, disciplina que trata particularmente da representação de

ambientes naturais ou artificiais por meio de um computador e suas unidades periféricas”

Computação Gráfica

• Envolve modelagem e representação de dados, visualização e projeção de curvas e superfícies, efeitos tridimensionais, animação, renderização e outras técnicas que são adequadas à geração de imagens/cena

• Dados na forma vetorial ou modelos matemáticos como entrada.

Tradicionalmente, o termo ComputaçãoGráfica é utilizado para identificar a área desíntese de imagens.

Dados Imagem

Computação Gráfica

O problema fundamental da área é atransformação de dados em imagem.

• Síntese de Imagens

• Processamento de Imagens

• Análise de Imagens / Visão Computacional

Subdivisões da ComputaçãoGráfica

Relacionamento entre as áreas

Síntese de Imagens

Dados

Imagens

Síntese de Imagens

Essa área considera a criação sintética dasimagens, ou seja, as representações visuais dosdados.

Processamento de Imagens

Essa área considera o processamento dasimagens na forma digital e suas transformações.

Imagens

Processamento de Imagens

Análise de Imagens / VisãoComputacional

Dados

Imagens

Análise de Imagens

Essa área considera as imagens digitais e asanalisa para obtenção de característicasdesejadas.

Áreas de aplicação

A Computação Gráfica (CG) possui aplicações empraticamente todas as áreas do conhecimentohumano. Três características da CG são bastanteexploradas:

1. permite visualizar objetos que ainda seencontram em fase de projeto;

Exemplo: Projeto e Produção Auxiliados por Computador (CAD/CAMde “Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing”.

Áreas de aplicação

2. permite visualizar objetos que estão fora doalcance de nossa percepção visual;

Exemplo: Visualização de estruturas moleculares.

3. permite visualizar objetos que fogem de nossarealidade tridimensional;

Exemplo: Visualização de dados multi dimensionais e análise docomportamento de objetos independente do tipo de geometria oudas leis do sistema físico em que residem.

Áreas de aplicação

•Artes

•Arquitetura

•Design de produto

•Jogos

•Cinema

•Engenharia

•Geoprocessamento

•Medicina

•Design visual

•...

Origens da CG• 1950 – Desenvolvimento do Whirlwind I pelo MIT.Primeiro computador a possuir recursos gráficos paravisualização de dados numéricos;

• 1955 – Utilização do Whirlwind I como plataforma parao sistema de monitoramento e controle de vôos (SAGE –Semi-Automatic Ground Enviroment) pelo comando dedefesa do EUA;

Origens da CG• 1959 – Surgimento do termo Computer Graphics, criadopor Verne Hudson, enquanto coordenava um projeto paraa Boeing.

•1962 – Tese de Ivan Sutherland(Sketchpad – A Man-MachineGraphical CommunicationsSystem), a qual despertou ointeresse das indústriasautomobilísticas para o assunto. Oque contribuiu para odesenvolvimento do precursor dosCAD pela General Motors (1965).

•Desenvolvimento de várias técnicas e algoritmosque são utilizados até hoje.

•Popularização e barateamento das máquinas.

•Reconhecimento da Computação Gráfica comoárea específica da ciência da computação esurgimento de congressos específicos(SIGGRAPH).

Década de 70

•Publicação da imagem Plume 2, primeiraimagem de uma erupção vulcânica no espaço(marco para o processamento de imagem).

• Desenvolvimento de diversas técnicas novas deiluminação global como ray-tracing e aradiosidade aproximando imagens geradas porcomputador do fotorrealismo.

•Criação da cabeça falante Max Headroom,utilizada para apresentar um programa naInglaterra.

Década de 80

• Fundação da PIXAR (1984). Criadora de filmescomo Toy Store, Bug’s Life, Monster Inc., Nemo eThe Incredibles.

Década de 80

• Amadurecimento da computação gráfica comimagens impressionantes com Jurassic Park(1993), Exterminador do Futuro 2 e Toy Story(primeiro longa metragem 3D, 1995).

•Surgimento da linguagem OpenGL em 1992 e asprimeiras placas gráficas para PC da NVIDIA(1999).

• 2001 – Lançamento do Shrek (Dreamworks) eFinal Fantasy, marco na modelagem depersonagens 3D.

Década de 90

Bibliografia

• ANGEL, Edward. Interactive computer graphics: a top-down approach with OpenGL. 3 ed. Boston: Addison-Wesley, 2003. 1 cd (59, 2Mb)

• FOLEY, James D. et al.. Introduction to computer graphics. Boston: Addison-Wesley, 2003. 557p.

• HEARN, Donald; BAKER, M. Pauline. Computer graphics, C version. 2 ed. New Jersey: Prentice-Hall, 1997. 652p

Avaliação

• 10 = Atitudinal

• 30 = Listas de exercícios / Trabalhos

• 60 = Prova

Exercícios – Aula 1• 1. A computação gráfica é uma área muito

abrangente e por isso costuma ser dividida em: síntese de imagens, processamento de imagens, análise de imagens. Exemplifique e diferencie cada uma delas:

• 2. Cite 3 áreas de aplicação da CG e qual característica da CG é explorada nessa área.

• 3. O desenvolvimento da CG está relacionado com a evolução dos computadores e dos sistemas operacionais e softwares em geral. Justifique.