Introdução Geral a Computação Gráficaolaria.ucpel.tche.br/venecian/lib/exe/fetch.php?media=ec_cg_01... · •Visualização Computacional Computação Gráfica 15. Síntese de

Introdução Geral a Computação

GráficaUniversidade Católica de Pelotas

Curso de Engenharia da Computação

Disciplina de Computação Gráfica

Introdução Geral a Computação Gráfica

• O que é CG?▫ Áreas de Atuação▫ Definição▫ Computação Gráfica, Arte e Matemática▫ Mercado▫ Gerações da CG

• Classificação da CG quanto ao tratamento de imagens

• Fatores que influenciam no processo de criação de imagens em um SCGI

• Estilos Gráficos• Primitivas Gráficas

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Computação Gráfica



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O que é Computação Gráfica?

• Imagens geradas por computador

▫ Revistas, Jogos, WEB, Cinema, Televisão...

• Ferramentas

▫ Hardware:

Monitores, Placas, Scanners

▫ Software:

Bibliotecas (OpenGL, Directx...)

Sistemas de Modelagem (Max, Maia...)


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Áreas de atuaçãoComputação Gráfica

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Segundo a ISO:

“Um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para um dispositivo gráfico através do computador”.


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Definição de Computação Gráfica (1/2)

Definição de Computação Gráfica (2/2)

• É a área que estuda os processos computacionais envolvendo modelos geométricos e imagens digitais;

• A representação e manipulação de imagens de dados por um computador;

• Diferentes tecnologias utilizadas para criar e manipular imagens;

• Sub-área da computação que estuda métodos de síntese e manipulação digital de conteúdo visual.


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Computação Gráfica, Arte e

Matemática

• Ferramenta não convencional de produção de arte.

• Imagens geradas a partir de

equações podem ser

consideradas arte.

• Maior poder de abstração.


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Mercado da Computação Gráfica

A CP está presente em quase todos os segmentos

do mercado de trabalho.

• Designers

• Modeladores

• Animadores

• Ilustradores

• Programadores


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Gerações da Computação Gráfica


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Primeira Geração (WireFrame)

• Vertices: transformações, projeções

• Rasterização: interpolação de cores (pontos, linhas)

• Fragmentos: overwrite

• Data: até 1987

• Primeiros projetos desenvolvidos por

computador


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Segunda Geração (Solidos com

sombreamento)

• Vertices: cálculo da luz

• Rasterização: interpolação de profundidade (triângulos)

• Fragmentos: depth buffer, color blending

• Data: 1982 - 1992


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Terceira Geração (Textualização)


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• Vertices: transformação de coordenada da textura

• Rasterização: interpolação da coordenada da textura

• Fragmentos: avaliação da textura, antialiasing

• Data: 1992- 2000

Quarta Geração (Programação)

• Sombreamento programado

• Image-based rendering

• Convergências das mídias de produção

• Superfícies curvas


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Classificação da Computação Gráfica

quanto ao tratamento de imagens

• Síntese de Imagens

• Processamento de Imagens

• Análise de Imagens

• Visualização Computacional


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Síntese de Imagens (1/2)Como são formadas as imagens na tela docomputador?

Emprega técnicas destinadas à criação e manipulaçãode imagens artificiais a partir de modelos matemáticos egeométricos.

▫ Criação de imagens abstratas;▫ Visualização de modelos matemáticos;▫ Geração de gráficos matemáticos e artísticos;▫ Edição de desenhos e simulação.


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Síntese de Imagens (2/2)

• Parte da descrição de objetos: segmentos de reta, polígonos, esferas, etc.; e produz uma imagem que atende a certas especificações e que pode, em última instância, ser visualizada em algum dispositivo (terminal de vídeo, impressora, filme fotográfico ..).

• As imagens em questão constituem uma representação visual de objetos bi ou tridimensionais descritos através de especificações abstratas.

• Exemplos: digitalização de imagens; imagens de satélites e radar; imagens geradas através de dados numéricos, equipamentos eletrônicos.


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Análise de Imagens

Considera as imagens digitais e as analisa para obtenção de características desejadas.

• Especificação dos componentes de uma imagem a partir de sua representação visual.

• Produz uma informação não pictórica da imagem a partir da própria imagem (Ex.: as primitivas geométricas que compõem a imagem, mapas térmicos, densidades).

• Toda análise feita em um imagem.


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Processamento de Imagens

• Envolve técnicas de transformação de imagens visando melhorar a qualidade da imagem (foco, ruído, contraste)

• Utiliza técnicas de análise e síntese para manipular imagens obtidas do mundo real.▫ Montagens de efeitos especiais▫ Processamento de imagens de satélites e aeronaves▫ Retoques de fotografias

• O processamento de imagens parte de imagens já prontas para serem visualizadas, as quais são transferidas para o computador por mecanismos diversos - digitalização de fotos, tomadas de uma câmera ou imagens de satélite - para serem manipuladas visando diferentes objetivos.


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Visualização Computacional

• Usa técnicas de Computação Gráfica para representar informação para facilitar o entendimento de conjuntos de dados numéricos de alta complexidade.▫ Exemplos: visualização de imagens médicas,

meteorologia, dados financeiros, dinâmica dos fluidos, dentre outras.

• O que existe em comum é que a representação gráfica (superfícies, partículas, ícones) são geradas automaticamente a partir do conjunto de dados.▫ Ao usuário cabe definir parâmetros e atributos da

imagem para melhor “navegar” seu conjunto de dados. Dessa maneira, a visualização de dados partilha de características da síntese, do processamento e da análise de dados.


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Atividades I

• Videos▫ History of Computer Graphics (1972) https://www.youtube.com/watch?v=NXkkr0REEPI

▫ Pesquisar Vídeo “Computer Graphics Timeline”

• Artigo “Introdução a Computação Gráfica”▫ Isabel Harb Manssour e Marcelo Cohen ▫ Publicação 2006▫ Revista RITA – Volume XIII – Número 2 http://seer.ufrgs.br/rita

▫ Disponível em: https://scholar.google.com.br/

• Folha de Exercícios


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https://www.youtube.com/watch?v=NXkkr0REEPI

http://seer.ufrgs.br/rita

https://scholar.google.com.br/

Fatores que influenciam no processo

de criação de imagens em um Sistema

de Computação Gráfica Interativa

(SCGI)


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Fatores:

• Elementos essenciais: computador, imagem e operador.

Características do operador: conteúdo da imagem; disposição e tamanho dos elementos que compõem a imagem; formato; e cores ou tom de cor em caso de imagens monicromáticas.

• Partes de um Sistema Gráfico: equipamento; programas e documentação.


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Estilos Gráficos (1/3)

• Gráficos de Caracteres ou de Mosaico

▫ No computador existe um conjunto de caracteres gráficos (Tabela ASCII). Entretanto é muito limitado, destinado a gráficos simples.

▫ https://pt.wikipedia.org/wiki/ASCII


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• Gráficos Caligráficos

▫ Os desenhos são formados por linhas.

▫ Utilizados para gráficos no papel para produzir desenhos complexos.

▫ Não é próprio para preenchimento de áreas coloridas, realismo ou sombreados.


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• Gráficos de Pixel▫ Formados por pontos muito próximos▫ Permite desenhar linhas e áreas de diversas cores▫ Problema com a resolução do computador, pois as linhas

diagonais tem forma de escada.

▫ http://3.bp.blogspot.com/-O1w0jS1rQcI/UDYKjp_ErpI/AAAAAAAAAn0/487yKpxMI80/s640/mario.PNG


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Primitivas Gráficas


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Primitivas Gráficas

• Chamamos os elementos básicos que formam um desenho.

▫ Ex. Pontos, segmentos, linhas, retângulos, círculos, arcos, outros.

• Primitivas já definidas dão origem a novas primitivas:

▫ A polilinha é a concatenação de vários segmentos

▫ O polígono é a adequação de uma polilinha.


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Representação de Imagens

• Atributos podem ser associados as primitivas:

▫ O Ponto pode ter uma cor

▫ A linha pode ter espessura, cor, traço


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Janela Gráfica


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Ponto• Tratamos como um pixel, com propriedades: posição

no plano e cor.

• Tamanho do pixel depende da resolução gráfica.

• Operação de manipulação de pixels são fundamentais para construção e alteração de imagens


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Retas

• Algoritmos para desenhar retas:

▫ Digital Differentrial Analyser (DDA)

▫ Bresenham – Conhecido como algoritmo do Ponto Médio.


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Atividades II

• Folha de Exercícios


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