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Computacin Grfica Introduccin
VyGLab
Lab. de Visualizacin y Computacin Grfica DCIC - UNS
1 Cuatrimestre 2014
Silvia Castro CG 2014
Es el estudio de mtodos para crear, manipular y utilizar
contenido visual digitalmente. Aunque el trmino se refiere a
menudo a computacin grfica 3D tambin abarca la
computacin grfica en 2D.
Qu es Computacin Grfica?
Introduccin
Silvia Castro CG 2014
Amplia introduccin a la Computacin Grfica:
- Software
- Hardware
- Aplicaciones
Utilizacin de OpenGL basado en shaders compatible con:
- OpenGL 3.3 (y posteriores)
- OpenGL ES 2.0
- WebGL
Objetivos
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Animlove.gifhttp://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Heart-beat.gifhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Polygonal_Modeling_01.gifhttp://en.wikipedia.org/wiki/Image:3D_Plus_3DBuilding.jpghttp://en.wikipedia.org/wiki/Image:3D_Plus_3DBuilding.jpg
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Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Pelculas y Efectos Especiales
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Juegos
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Visualizacin
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
CAD-CAM
http://www.xach.com/moviecharts/2008.htmlhttp://www.xach.com/moviecharts/2008.html
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Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Entrenamiento y Simulacin
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Generacin de Imgenes Mdicas
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Arte
Contact Water
Taisuke Murakami, 2001
Steven Parente
http://www.alohablooms.com/atomica1.html
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Arquitectura
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Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Realidad Virtual y Aumentada
Silvia Castro CG 2014
Aplicaciones
Computacin ubicua
Silvia Castro CG 2014
El pipeline grfico
Rendering
Modelos
geomtricos
3D
Definicin de
Animacin 3D
Almacenamiento y
presentacin de la
imagen
Informacin de
Textura
Informacin de
Iluminacin
Silvia Castro CG 2014
Escaneo 3D
Modelado
geomtrico
interactivo
Libreras
de modelos
Rendering
El proceso grfico: Modelado geomtrico
Modelos
geomtricos
3D Mapas de
Desplazamiento
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Silvia Castro CG 2014
Diseo del
movimiento
Clculo del
movimiento
Captura del
movimiento
Deformaciones
dinmicas
El proceso grfico : Animacin 3D
Definicin de
Animacin 3D Rendering
Silvia Castro CG 2014
Imgenes
escaneadas
Imgenes
dibujadas
Imgenes
generadas
El proceso grfico: Informacin de textura
Rendering Informacin
de Textura
Silvia Castro CG 2014
Transformacin
Clipping
Perspectiva
Generacin
de la
imagen
Rendering
Modelos
geomtricos
3D
Almacenamiento
y presentacin
de la imagen
Definicin
de la
Animacin 3D Informacin
de textura
El proceso grfico: Rendering
Informacin
de iluminacin
Silvia Castro CG 2014
Frame
buffer
Archivo
en disco
El proceso grfico: Almacenamiento y
presentacin de la imagen
Almacenamiento
de la imagen
Rendering
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Silvia Castro CG 2014
El proceso grfico
Silvia Castro CG 2014
El proceso grfico
Se crean los objetos
que constituyen la
escena
Se ubican los
objetos en la escena
Se establece desde
dnde se ver la
escena
Se determina qu
cmara se usar
para ver la escena
Se convierte a pixels Se proyecta la
escena visible a 2D
...
Silvia Castro CG 2014
Ed Angel, 2011
Sistema Grfico Bsico
Dispositivos de
entrada
Formacin de la imagen
en el frame buffer
Dispositivo de
salida
El pipeline grfico
En los inicios de la CG todos los aspectos del proceso grfico
eran programables.
Las APIs permitieron escribir programas grficos muy buenos y
mucho ms
fcilmente porque cubran muchas de las funcionalidades del
proceso grfico.
Pero se pagaba el precio de no poder hacer todo lo que la API no
poda
hacer.
A medida que se desarrollaron los procesadores grficos se
desarrollaron
funcionalidades especficas para soportar la programacin de
caractersticas
que las APIs de funcionalidad fija no permitan.
Esta funcionalidad tiene ahora sus estndares incluyendo el
lenguaje GLSL que
es parte del estndar a partir de OpenGL 2.1.
Los shaders son los programas que pueden cargarse en las
tarjetas grficas para
llevar a cabo operaciones fuera de las del pipeline de
funcionalidad fija.
Silvia Castro CG 2014
http://images.yourdictionary.com/images/computer/_3DGRAPH.GIF
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Silvia Castro CG 2014
Parciales
Se tomarn dos parciales, cada uno con su recuperatorio.
Tiempo: Quienes desaprueben el primer parcial, debern rendir
el
recuperatorio correspondiente. Si desaprueban el recuperatorio,
no
cursan. Asimismo, quienes desaprueben el segundo parcial,
debern
rendir el recuperatorio correspondiente. Si lo desaprueban, no
cursan.
Quienes no puedan asistir a los parciales y/o recuperatorios
debern
presentar previamente la justificacin correspondiente de acuerdo
a la
normativa vigente.
Criterios de evaluacin: Contenido, calidad y presentacin.
Rgimen de cursado
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Coloquios
Se tomarn dos Coloquios, junto con los parciales. El Coloquio
es
terico. No es obligatorio rendir los coloquios. El Coloquio no
tiene
recuperatorio.
El coloquio slo se le considerar a quienes aprueben el parcial.
Si
desaprueban un coloquio, debern rendir examen final.
A quienes desaprueben un solo parcial pero aprueben su
recuperatorio
se les corregir el coloquio correspondiente.
Criterios de evaluacin: Contenido, calidad y presentacin
Rgimen de cursado
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Laboratorios
En los laboratorios realizarn trabajos prcticos relacionados con
los
temas abordados en prctica y en teora. La asistencia a los
mismos es
obligatoria.
Objetivo: Segn cada laboratorio
Modalidad: Grupos de dos personas, establecidos
dinmicamente.
Tiempo: Debern rendir 2 trabajos de laboratorio previamente
establecidos.
Criterios de evaluacin: Contenido, calidad y presentacin
Rgimen de cursado
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Proyecto Final Sumado a los laboratorios, y durante el mes de
junio, realizarn un proyecto
integrador. Para ello, cada alumno se integrar a un grupo; en la
ltima semana
de clase del cuatrimestre, dicho grupo expondr en clase lo
realizado en el
proyecto. Todos debern asistir a las exposiciones.
Objetivo: Integrar los conocimientos aprendidos durante el
cuatrimestre y
enfrentarse con nuevos problemas, cuya resolucin implica un
pequeo nuevo
desafo.
Modalidad: La cantidad de alumnos que integrar cada grupo ser
determinada
en el momento de asignacin del Proyecto.
Tiempo: Deber ser entregado y presentado a los docentes el da
fijado
previamente. El incumplimiento de esta entrega influye en la
nota final de la
materia.
Criterios de evaluacin: Contenido, calidad y presentacin.
Rgimen de cursado
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Defensa y Exposicin del Proyecto
Una vez que el Proyecto sea presentado a los docentes de la
ctedra,
y aprobado por stos, los alumnos lo expondrn y defendern en
clase.
Se trata de estimular a los alumnos a realizar un trabajo de
investigacin y exponerlo adoptando una actitud profesional y
creativa.
Objetivo: Desarrollar aptitudes para presentar y defender un
determinado desarrollo.
Criterios de evaluacin: Contenido, calidad, metodologa de
trabajo y
las mltiples fuentes utilizadas.
Rgimen de cursado
Silvia Castro CG 2014
La forma en que los grupos desarrollarn el trabajo de exposicin
est librada a
la propia creatividad.
Objetivo Principal: Dominar el espacio geogrfico y desarrollar
aptitudes para
presentar proyectos en pblico.
Tiempo de exposicin: A determinar.
Criterios de evaluacin
Creatividad y calidad de los soportes utilizados: lminas,
videos, fotos, explicacin oral, etc..
Claridad conceptual: Comprensin en la explicacin de los
contenidos temticos.
Personalidad: Se tendr en cuenta la personalidad que el grupo
asuma para exponer.
Integracin/Participacin de los integrantes del grupo: Se evaluar
la participacin armnica de todos y el funcionamiento colectivo del
grupo.
En cuanto a las Exposiciones
Rgimen de cursado
Silvia Castro CG 2014
Para finalizar con el cursado de la materia
Antes de la fecha de finalizacin del primer cuatrimestre como
fecha
lmite, cada alumno/comisin deber entregar un CD que
contenga:
Trabajos prcticos realizados en el laboratorio.
Proyecto final con toda la documentacin correspondiente:
Los documentos utilizados para la realizacin del proyecto
El software desarrollado y convenientemente documentado
La presentacin de la exposicin del Proyecto
El informe correspondiente
Rgimen de cursado
Silvia Castro CG 2014
Evaluaciones que se realizan en el cuatrimestre
En caso de no tener que rendir examen final, todas las notas
y
conceptos obtenidos se acumularn para la nota promedio final.
La
ctedra utilizar como parmetros para la evaluacin de cada
alumno:
Trabajos prcticos de laboratorio (30% de la nota final)
Coloquios (40% de la nota final)
Trabajo en clase (10% de la nota final)
Proyecto (10% de la nota final)
Exposicin y defensa del Proyecto en clase (10% de la nota
final)
Si las faltas a los prcticos no son justificadas, esto se tendr
en cuenta
en la nota del prctico correspondiente.
Rgimen de cursado
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Silvia Castro CG 2014
Rgimen de Promocin Cursarn la materia los alumnos que cumplan
simultneamente las siguientes
condiciones:
1. Aprueben los parciales y/o los recuperatorios
correspondientes.
2. Aprueben todos los trabajos de laboratorio.
3. Aprueben el Proyecto Final (Presentacin+Exposicin+Defensa)
con nota >=4
4. Hayan entregado el CD a fin de cuatrimestre
No cursarn quienes desaprueben algn recuperatorio o no cumplan
con alguna de las
condiciones establecidas en los tems 2 a 4 enunciadas en el
prrafo anterior.
Aprobarn la materia los alumnos que, habindola cursado, cumplan
adems con las
siguientes condiciones:
1. Hayan obtenido una nota mayor o igual que 7 tanto en los
trabajos de laboratorio
como en el Proyecto Final.
2. No hayan desaprobado ningn parcial o hayan desaprobado un
solo parcial pero
aprobado el recuperatorio correspondiente.
3. Hayan aprobado ambos coloquios. Nota de aprobacin >=7.
Todo alumno que quiera obtener una nota ms alta que la obtenida
durante el cursado,
puede rendir un examen final.
Rgimen de cursado
Silvia Castro CG 2014
Bibliografa
ACM SIGGRAPH Proceedings
Agoston, M. Computer graphics & geometric modeling /
Mathematics, Springer-Verlag London
Ltd., 2005.
Angel, E., Shreiner, D. Interactive Computer Graphics: A
top-down approach with shader-based
OpenGL, Addison Wesley, 6th. Ed., 2011.
Bailey, M., Graphics Shaders: Theory and Practice, A. K. Peters,
2nd Ed., 2012.
Buss, S., 3-D Computer Graphics, A Mathematical Introduction
with OpenGL, Cambridge
University Press, New York, 2003.
Foley, J., van Dam, A., Feiner, S. y Hughes, J., Computer
Graphics. Principles and Practice,
Addison Wesley, 1992, 2nd Edition.
Hearn, D., Baker, M.P., Computer Graphics, C Version, Prentice
Hall Inc., 2003, 3rd Edition.
Hill, F. Jr, Kelley, S., Computer Graphics Using OpenGL,
Prentice Hall, 3rd Ed., 2006.
Rost, R., Licea-Kane, B., Ginsburg, D., Kessenich, J., OpenGL
Shading Language, Addison-
Wesley Professional, 3rd Edition, 2009.
Sellers, G., Wright, R., Haemmel, OpenGL Superbible:
Comprehensive Tutorial and Reference,
Addison-Wesley Professional; 6th edition, 2013.
Silvia Castro CG 2014
Bibliografa
Shreiner, D., Sellers, G., Kessenich, J., Licea-Kane, B., OpenGL
Programming Guide: The Official
Guide to Learning OpenGL, Versions 4.3 8th Edition, 2013.
Watt, A., 3D Computer Graphics, Addison-Wesley Publishing
Company, 1999.
Watt, A., Watt, M., Advanced Animation and Rendering Techniques:
Theory and Practice,
Addison-Wesley Publishing Company, 1993.
www.opengl.org. Documentos de estndares. Cdigo de ejemplo.
http://www.opengl.org/http://www.opengl.org/http://www.opengl.org/http://www.opengl.org/http://www.opengl.org/
