aula 9 - sistemas e aplicações multimídias - a terceira dimensão - parte ii

Sistemas e Aplicações Multimídia

Prof. Guilherme Nonino Rosa - Técnico em Informática pela ETESP – Escola Técnica de

São Paulo

- Graduado em Ciências da Computação pela Unifran –

Universidade de Franca no ano de 2000.

- Licenciado em Informática pela Fatec – Faculdade de

Tecnologia de Franca no ano de 2011.

- Pós-Graduado em Tecnologia da Informação aplicada

aos Negócios pela Unip-Universidade Paulista no ano de

2012.

- Pós-Graduando em Docência no Ensino Superior pelo

Centro Universitário Senac.

Atuação:

- Docente da Faculdade Anhanguera desde

Fevereiro / 2013

- Docente do Senac – Ribeirão Preto desde

fevereiro/2012.

- Docente do Centro de Educação Tecnológica

Paula Souza, na Etec Prof. José Ignácio de

Azevedo Filho e Etec Prof. Alcídio de Souza

Prado desde fevereiro/2010.

Contatos:

Prof. Guilherme Nonino Rosa

guinonino@gmail.com

guilhermerosa@aedu.com

http://guilhermenonino.blogspot.com

PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM

Sistema de Avaliação

1° Avaliação - PESO 4,0

Atividades Avaliativas a Critério do Professor

Práticas: 03

Teóricas: 07

Total: 10

2° Avaliação - PESO 6,0

Prova Escrita Oficial

Práticas: 03

Teóricas: 07

Total: 10

Bibliografia Padrão

1) PAULA FILHO, Wilson de Padua. Multimídia : Conceitos e

Aplicações : Conceitos e Aplicações. 1ª ed. Rio de Janeiro: LTC -

Livros Técnicos e Científicos, 2011.

Semana n°. Tema

1 Apresentação da Disciplina e Metodologia de Trabalho.

Introdução à Sistemas e Aplicações Multimídia.

2 Evolução da Comunicação entre Homem e Máquina.

3 Plataformas: Ambientes, Plataformas e Configurações.

4 Autoria: Ferramentas para Desenvolvimento de Multimídia.

5 Autoria: Títulos, Aplicativos e Sites .

6 Projetos: Produção.

7 Projetos: Processo Técnico.

8 Imagens: Representação Digital de Imagens, Dispositivos Gráficos.

PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM

Semana n°. Tema

9 Atividades de Avaliação.

10 Imagens: Processamento da Imagem.

11 Desenhos: Representação de Desenhos e Edição Bidimensional..

12 Terceira Dimensão: Computação Gráfica.

13 Terceira Dimensão: Modelagem e Elaboração 3D.

14 Terceira Dimensão: Realidade Virtual

15 Animação.

16 Música e Voz.

Semana n°. Tema

17 Vídeos.

18 Prova Escrita Oficial

19 Exercícios de Revisão.

20 Prova Substitutiva.

Elaboração tridimensional

Elaboração

de cena:

Elaboração tridimensional

Elaboração é o processo de a partir do

modelo, gerar a imagem ou imagens

representativas da cena, dadas as

configurações das câmeras e da iluminação,

além de outros parâmetros.

Visualização 3D:

visualização em fio de arame: mostra as arestas,

com as faces transparentes;

visualização com linhas ocultas: mostras as

arestas, com as faces opacas;

elaboração: obtenção de imagem fotorealista.

Visualização em fio-de-arame:

Usados no processo de produção de animações tridimensionais para

visualização prévia rápida.

Visualização com linhas ocultas

Elimina as linhas ocultas que, elimina a projeção as arestas ou partes de

arestas que são escondidas por superfícies mais próximas do observador.

Rendering -> representa a geração de imagens com a

inclusão de procedimentos específicos para torná-las mais

realísticas.

A imagem deve ser criada considerando as características

físicas do objeto, sua interação com as fontes de

iluminação da cena e com os demais objetos.

Elaboração de imagens (rendering):

obtenção de imagens representativas de

projeções da cena 3D;

constitui normalmente a etapa de produção

mais intensiva em processamento, mas não

precisa de intervenção manual.

Uma paisagem renderizada

computacionalmente

Elementos da elaboração:

modelos da cena, incluindo geometria e materiais;

câmeras e luzes;

parâmetros da imagem: resolução, canais, grau de

fotorealismo.

Modalidades de elaboração:

elaboração em fio-de-arame: geração de vistas da

geometria para fins de modelagem;

elaboração preliminar: geração de imagens para

avaliação;

elaboração definitiva: geração de imagens para

pós-produção e gravação.

Elaboração em fio de arame:

Elaboração em fio de arame com antipseudonímia:

Elaboração preliminar:

A iluminação:

determina a intensidade de cada canal, de

cada pixel e de cada imagem dados:

a geometria e materiais da cena;

os parâmetros das câmeras;

os parâmetros das luzes;

os parâmetros das imagens.

Iluminação original:

Iluminação reduzida:

Iluminação de refletor:

Coloração de Phong

Modelo empírico introduzido em 1975 por B. Phong.

Suporta três tipos de interação luz-objeto:

reflexão difusa: luz incidente refletida em todas as direções. Em

superfícies difusoras perfeitas, a intensidade é igual em todas essas

direções

reflexão especular: luz incidente é refletida em direções com

ângulos próximos da direção de reflexão que um espelho

proporcionaria. Em superfícies especulares perfeitas, toda a

reflexão se dá num ângulo igual ao de incidência

reflexão da luz ambiente

Coloração de Phong

Busca obter suavidade na exibição de objetos com

superfícies curvas quando representados por polígonos.

Mantém o brilho especular.

Em cada vértice é calculado um novo Vetor Normal que é a

média das normais das faces que compartilham o vértice.

Este Vetor é interpolado ao longo das arestas.

Coloração de Phong

As Normais nos extremos de cada linha são interpoladas

ao longo da mesma.

O cálculo da cor dos pontos internos da face é feita a partir

da Normal para cada ponto.

Coloração de Phong:

Coloração de Phong

Problema:

Gera curvas em objetos que não as possuem.

Exemplos: Coloração de Phong

Coloração Chapada

As Normais utilizada é a normal ao plano de cada polígono.

As colorações variam bruscamente quando atravessamos

arestas, e por isso esse método só é usado quando se quer

destacar o caráter facetado de um objeto.

Coloração chapada:

Coloração de Gouraud

A proposta do algoritmo de Gouraud é suavizar a transição

entre a coloração de faces adjacentes.

A cor de uma face, portanto, não pode ser constante. Ela

deve variar de modo que nas fronteiras entre faces as

cores possam ser “combinadas”.

Dessa forma a aresta que marca a passagem de uma face

para outra ficará “escondida” pela variação das cores.

Coloração de Gouraud

Busca obter suavidade na exibição de objetos com

superfícies curvas quando representados por polígonos.

Em cada vértice é calculado um novo Vetor Normal que é

a média das normais das faces que compartilham o

vértice

a cor é calculada em cada vértice

o cálculo da cor dos pontos internos da face é feita por

interpolação (interpolated shading)

Coloração de Gouraud:

Exemplos: Coloração de Gouraud

Coloração de Gouraud

Problemas:

Pontos de brilho especular são atenuados.

Por tentar suavizar as transições entre as faces da intensidade

de luz refletida, efeitos associados a variações abruptas dessa

intensidade são eliminados.

Em geral, as imagens geradas pelo algoritmo de Gouraud têm

como “assinatura” a aparência fosca, típica de superfícies em

que a componente difusa da luz refletida é predominante.

Comparação de técnicas de elaboração:

Modelo Qualidade Aplicação

Chapado Baixa Pré-visualização, realce das facetas

Gouraud Média Uso normal

Phong Alta Melhor reprodução dos pontos

brilhantes

Texturas:

simulam detalhes complexos através da

projeção de imagens 2D sobre uma superfície;

permitem efeitos atraentes, mas aumentam

muito o tempo de elaboração;

as imagens 2D podem também ser usadas

para simular a rugosidade 3D.

Aplicação de textura:

Aplicação planar:

Aplicação cilíndrica:

Aplicação de imagem:

Mapa de rugosidade:

Sombras, reflexos e refrações:

contribuem em muito para o realismo

aparente;

normalmente calculadas por métodos

aproximados;

o cálculo segundo as leis da ótica requer o

rastreamento de raios.

Cena com dois objetos:

Transparência:

Realidade virtual:

ambiente artificial apresentado a um usuário

de forma a que se assemelhe o máximo

possível a um ambiente real;

sistemas mais avançados são imersivos;

sistemas para grupos: mundos virtuais;

avatares: representações dos usuários.

Linguagem: VRML

Sistemas imersivos:

monitores gráficos miniaturizados:

em óculos especiais ou capacetes;

apresentam uma imagem para cada olho, criando

tridimensionalidade;

dispositivos que monitoram as ações do usuário:

óculos e capacetes que sentem os movimentos da

cabeça;

Sistemas imersivos:

sensores de tato (dispositivos hápticos):

luvas e trajes sensores;

possivelmente com feedback de força para dar ilusão de

solidez.

BIBLIOGRAFIA E SITES CONSULTADOS

Paula Filho, W. de P., Multimídia: Conceitos e Aplicações, LTC Editora, 2011.

Vaughan, T., Multimedia Making it Work, McGraw-Hill, 2001.

Gibson, J. D., Berger, T., Lindbergh, D., Digital Compression for Multimedia: Principles and

Standards, Morgan Koufman, 1998.

Kerlow, I. V. The Art of 3-D Computer Animation and Imaging, John Wiley & Sons, 1996;

Kristof, R., Satran, A. Interactivity by Design : Creating & Communicating With New Media,

Hayden Books, 1995;

Vaughan, T., Multimídia na Prática, Makron Books, 1994.

http://members.fortunecity.com/andreia_bolsoni/texto.htm

http://oficina.cienciaviva.pt/~pw020/g3/historia_e_evolucao_dos_computad.htm

https://sites.google.com/a/aedu.com/alaor/sistemaseaplicacoesmultimidia

http://www.fortium.com.br/faculdadefortium.com.br/marcelo_bastos/material/Arquitetura%2

0de%20Computadore%201%20e%202-1.pdf

http://www.tecmundo.com.br/9421-a-evolucao-dos-computadores.htm