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Computação Gráfica
Introdução
Profª Alessandra Martins Coelho
março/2013
Introdução
• Computação gráfica (CG) é a utilização de computadores para gerar imagens (GUHA, 2013).
• Nos dias atuais, para não se estar em contato com algum tipo de imagem gerada por computador (CGI), é preciso estar completamente isolado.
Introdução
• Passos para a criação?
Introdução
• Passos para a criação?Primeiro, uma estrutura de arame ...
Introdução
• Passos para a criação?... Então, acrescenta-se luz e sombra ...
Introdução
• Passos para a criação?... Finalmente ... Textura.
Introdução
• Desde a sua origem, a CG:• estuda os métodos que permitem a
visualização de informações armazenadas na memória do computador.
• É utilizada nas mais diversas áreas do conhecimento.
• Aplicações da CG são limitadas apenas pela nossa imaginação!(GUHA, 2013)
Computação Gráfica
• Definição: “Conjunto de métodos e técnicas para transformar dados em imagem através de um dispositivo gráfico”.
• Problema:
• Genericamente: “conjunto de métodos e técnicas que tratam da manipulação de dados ou imagens no computador”.
Dados ImagemComputação Gráfica
Introdução
• O grande número de aplicações das técnicas de CG podem ser agrupados em torno de diversas áreas, que se constituem nas subáreas:– Modelagem Geométrica;– Síntese de Imagens ou Visualização;– Processamento de Imagens;– Visão Computacional;– Animação.
Introdução
• Modelagem Geométrica:– Trata do problema de descrever e estruturar
dados geométricos no computador.
Introdução
• Visualização:– Interpreta os dados criados por modelagem
geométrica para gerar uma imagem que pode ser vista usando um dispositivo de saída gráfica.
Introdução
• Processamento de Imagens:– Admite como entrada uma imagem que, após
processada, produz outra imagem na saída.
Introdução
• Visão Computacional:– Obter, a partir de uma ou várias imagens
(entrada), informações geométricas, topológicas ou físicas sobre os objetos representados na imagem.
Computação Gráfica
• É uma das áreas que fornece suporte tecnológco aos sistemas digitais de multimídia:– Interface com o usuário;
– Geração sintética de imagens;– Animação por computador;– Publicação eletrônica (texto, imagens, vídeo,
etc.).
Computação Gráfica
• Encontra aplicações em praticamente todas as áreas do conhecimento.
• Grandes áreas:– Projeto e produção Auxiliados por computador;– Visualização de Dados e Visualização de Movimento;– Interação Homem-Máquina.
• Em qualquer dessas aplicações explora-se uma das três características:– Visualizar objetos que ainda se encontram em fase de projeto;– Visualizar objetos que estão fora do alcance de nossa
percepção visual;– Visualizar objetos que fogem de nossa realidade tridimensional.
A Galeria de Aplicações CGA
Visualização Científica
Simulação da instabilidade de Rayleigh–Taylor causada pela mistura de dois fluidos.
Visualização do fluxo do ar
Visualização médica
Arte: fractal e matemática
CAD: Computer-Aided Design
GIS: Sistemas de Informação Geográfica
Visualização de Dados
Simulação
Virtual Design e Prototipagem
Realidade Virtual
Filmes
Jogos
Exibição em 3D• Gravação estereoscópica com duas
câmeras para visualização 3D é possível usando OpenGL
• OpenGL para pequenos dispositivos -OpenGL ES (Embedded Systems).
• WebGL - OpenGL ES 2.0 para a WebWebGL é implementado na versão de desenvolvimento da maioria dos principais navegadores. Atualmente, as implementações estão disponíveis em Mozilla Firefox 4, Google Chrome, Safari
Introdução
• Em matemática aplicada necessitamos modelar os diversos objetos em estudo.
• Em Computação Gráfica, um paradigma de abstração que se aplica em geral consiste em estabelecer quatro universos (conjuntos):– físico F;– matemático M;– representação R;– implementação I;
Universo Físico
UniversoMatemático
Universo deRepresentação
Universo deImplementação
Introdução
• Universo físico:– objetos de mundo real que se pretende estudar;
• Universo matemático:– Descrição abstrata dos objetos do mundo físico;
• Universo de representação:– Associar as descrições do universo de representação
às estruturas de dados, com a finalidade de obter uma representação do objeto no computador;
• Universo de Implementação:– Separar a etapa de discretização (representação) das
particularidades de uma determinada lgg de programação.
Introdução
• Exemplo do paradigma dos quatro universos.
• Representar no computador uma montanha.– Em cartografia: mapa de alturas– No universo matemático:
onde (x,y) são coordenadas do plano e z a altura correspondente.
Introdução
• Exemplo do paradigma dos quatro universos.
• Geometricamente, o terreno é descrito pelo gráfico da função de alturas f.
Introdução
• Como representar o terreno?– Produto cartesiano, obtendo o reticulado de
pontos (xi, yi), com i= 0,1,..., n e j=0,1,..., m.– zij=f(xi, yj) – matriz de alturas.
Pesquisa
• Pesquise e conceitue realidade virtual e realidade aumentada. Dê exemplos de aplicação.
• Fazer uma comparação entre as áreas de visualização, processamento de imagens e visão computacional. Dê exemplos de aplicação em cada uma delas.