Computação Gráfica - Técnico Lisboa · o transformar no triângulo T’. b) [1.0v] ... (0, 0,...

CG 2015/2016 Prova de Repescagem LEIC Alameda/Taguspark

Identificação do Aluno

Nome: Número:

Computação Gráfica

Licenciatura em Engenharia Informática e de Computadores Alameda / Taguspark

Repescagem

12 de Janeiro de 2016

A repescagem de um dos testes tem a duração de 1h00. Na repescagem de ambos os testes

a prova tem a duração de 2h00. A classificação obtida nesta prova não substitui a nota

anteriormente obtida na componente teórica. Na repescagem de cada teste conta para

avaliação final a melhor das duas notas.

Identifique todas as folhas. Folhas não identificadas não contam para a classificação

final. Durante a prova não é permitido o uso de calculadoras ou telemóveis. As respostas

devem ser escritas a caneta. Uma resposta errada nas perguntas de escolha múltipla

desconta 1/3 da cotação da respectiva questão. Não é autorizado o uso de folhas de

rascunho. Pode usar as páginas em branco existentes no enunciado para o efeito. No verso

desta página encontra informação de suporte à realização da prova.

Boa sorte!


Página 2

30o 45o 60o

sin 0,5 0,707 0,866

cos 0,866 0,707 0,5

tan 0,578 1,0 1,732

30o 45o 60o

sin 1

2

√2

2

√3

2

cos √3

2

√2

2

1

2

tan

1

√3

1 √3

void glutInitWindowSize(int width, int height);

void glutInitWindowPosition(int x, int y);

void glutCreateWindow(char *name);

void glViewport(GLint x, GLint y, GLsizei width, GLsizei height);

void glOrtho( GLdouble left, GLdouble right,

GLdouble bottom, GLdouble top,

GLdouble nearVal, GLdouble farVal);

void gluLookAt(GLdouble eyeX, GLdouble eyeY, GLdouble eyeZ,

GLdouble centerX, GLdouble centerY, GLdouble centerZ,

GLdouble upX,GLdouble upY, GLdouble upZ);

void gluPerspective( GLdouble fovy, GLdouble aspect,

GLdouble zNear, GLdouble zFar);

void glTexImage2D(GLenum target, GLint level, GLint internalFormat,

GLsizei width, GLsizei height,

GLint border,GLenum format,

GLenum type, const GLvoid * data)

void glTexEnvi(GLenum target, GLenum pname, GLint param);



Nome: Número:

Página 3

+++ PRIMEIRO TESTE +++ +++ PRIMEIRO TESTE +++ +++ PRIMEIRO TESTE+++

1. [1.2v] No contexto da matéria leccionada na cadeira, o que significa fps? (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: First Person Shooter;

B: Frames per Second;

C: Force per Set;

D: Flashes per Second;

E: Nenhuma das anteriores;

Opção correcta: ________

2. [2.2v] Considere o seguinte programa em OpenGL.

1: void main(int argc, char** argv) {

2: glutInit (&argc, argv);

3: glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE|GLUT_RGB);

4: glutInitWindowSize (600, 400);

5: glutInitWindowPosition (-1, -1);

6: // algum codigo omitido....

10: glutMainLoop();

11: }

Qual o resultado de execução da linha 5 ?

Resposta:

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________

(espaço intencionalmente deixado em branco – usar para rascunho – conteúdo não é avaliado)


Página 4

(página intencionalmente deixada em branco – usar para rascunho – conteúdo não é avaliado)



Nome: Número:

Página 5

3. [0.9v] Uma das áreas em Computação Gráfica é a representação ou rendering. Diga

o que entende por este conceito: (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: Foca a criação de imagens a partir de modelos;

B: Aborda a especificação analitica da forma e aparência;

C: Permite a criação do movimento a partir de uma sequência de imagens;

D: Permite a facilidade na realização e visualização de objectos;

E: Nenhuma dos anteriores


4. [0.9v] Diga qual é o objectivo da computação gráfica em tempo real: (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: Dar ao utilizador controlo interactivo da cena em aplicações de visualização;

B: Gerar um conjunto de frames a partir de uma cena;

C: Desenhar, através do pipeline gráfico, o desenho de primitivas 3D à medida que

estas estão disponiveis no dispositivo 2D;

D: Optimizar o pipeline Gráfico 3D pelo uso de triângulos com vértices partilhados;

E: Nenhuma dos anteriores



01: int main(int argc, char *argv[]) {

02: glutInit(&argc, argv);

03: glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE | GLUT_RGB);

04: glutInitWindowSize (800, 800);

05: glutInitWindowPosition (-1, -1);

06: glutDisplayFunc(myDisplay);

07: glutReshapeFunc(myReshape);

08: glutMainLoop();

09: return 0; }

Qual a função que está em falta para o código executar correctamente?

_______________________________________________________________________________________________


Página 6


01: void myDisplay (void) {

02: glClearColor (0.0f,0.0f,0.0f);

03: glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);

04: glColor3f (1.0f,1.0f,0.0f);

05: glBegin (GL_POLYGON);

06: glVertex3f(-1.0f,1.0f,0.0f);

07: glVertex3f(1.0f,1.0f,0.0f);

08: glVertex3f(0.0f,-1.0f,0.0f);

09: glEnd();

10: glFlush(); }

a) [1.5v] Descreva a forma e orientação do objecto produzida por este código.

______________________________________________________________________________________

b) [1.5v] Qual a cor do objecto e do fundo?

______________________________________________________________________________________




Nome: Número:

Página 7

7. [2.5v] Considere os triângulos T={A, B, C} e T’={A’, B’, C’} representados na

figura abaixo.

a) [1.5] Indique a matriz de transformação a aplicar ao triângulo T para

o transformar no triângulo T’.

b) [1.0v] Calcule as coordenadas do ponto P’ resultante da aplicação ao

ponto P da transformação ao triângulo T para o transformar no

triângulo T’, referida na alínea anterior.

(0,0) x

y

10 20

A

C

B

10

20

A

B C

P

30


Página 8

8. [1.0v] Assumindo que o topo da pilha de matrizes activa contém a matriz

identidade. Indique qual o conteúdo do topo da pilha após se executar o

comando OpenGL:

glRotatef(90, 0.0f, 0.0f, 1.0f); glTranslatef(3.0f, 2.0f, -1.0f);

9. [2.5v] Modelou um jipe em duas dimensões, centrado na origem do seu

referencial UV, com a frente em U=10 e a traseira em U=-10. Este modelo

tem uma roda suplente colocada na posição PUV=(-10, 2).

c) [1.6v] Sabendo que o jipe se encontra na posição JWCS=(20,20) e está

virado para o ponto DWCS=(40, 40), calcule a matriz de transformação

composta 𝑀𝑈𝑉→𝑊𝐶𝑆 que realiza a mudança do referencial do jipe

para o sistema de coordenadas do mundo.

d) [0.9v] Qual a posição da roda suplente em coordenadas do mundo? (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: PWCS= (-2, 10)

B: PWCS= (20 − 4√2, 20 + 6√2)

C: PWCS= (50 , 20)

D: PWCS= (3√2/2 , √2/2)

E: Nenhuma das anteriores




Nome: Número:

Página 9

10. [4.0v] Considere o código abaixo:

01: glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

02: glLoadIdentity();

03: glMatrixMode(GL_PROJECTION);

04: glLoadIdentity();

05: gluPerspective(90.0f, 1.0f, 1.0f, 2.0f);

06: glBegin(GL_POINTS);

07: glVertex3f(0.5f,0.5f,1.0f); // ponto A

09: glVertex3f(1.5f,1.5f,3.0f); // ponto B

10: glVertex3f(-1.5f,0.5f,0.5f); // ponto C

11: glVertex3f(1.5f,-1.5f,0.0f); // ponto D

12: glEnd();

e) [2v] Escreva o conteudo da matriz CTM após a execução da linha 05

b) [1.1v] Indique quais os pontos (A,B,C,D) que se encontram dentro do

volume de visualização, após a execução da linha de código 12

______________________________________________________________________________________

c) [0.9v] O volume de visualização em coordenadas do Modelo definido

pela transformação da linha 5 acima é descrito por: (escolha múltipla: indique a opção correcta)

A: Um Paralelelepipedo com a face anterior em Z=1

B: Um Paralelelepipedo centrado em (0, 0, 0, 1)T

C: Um Tronco de Cone com a base em z=2;

D: Nenhuma das anteriores;



Página 10




Nome: Número:

Página 11

+++ SEGUNDO TESTE +++ +++ SEGUNDO TESTE +++ +++ SEGUNDO TESTE+++

1. [0.9v] Indique qual dos trechos de código OpenGL deve ser usada para

definir uma fonte de luz direcional. (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, v );

B: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f, 1.0f };

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, v );

C: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.5f, 0.5f };

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, v );

D: GLfloat v[] = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f };

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, v );

E: Nenhuma das opções anteriores


2. [2.1v] Considere que tem uma fonte de luz pontual em definida nas linhas

de código abaixo, que está activo o cálculo da iluminação e que não existe

nenhuma componente de luz ambiente global. Tal como ilustrado na figura,

o observador olha para um ponto P na superfície segundo um ângulo ø de

30° graus e que o ângulo θ entre a recta que liga o ponto observado e a

fonte de luz é de 60°.


Página 12

GLfloat ambient[] = { 0.3, 0.0, 1.0, 1.0 };

GLfloat diffuse[] = { 1.0, 0.5, 0.5, 1.0 };

GLfloat specular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, ambient);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, diffuse);

glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, specular);

GLfloat mat_ambient[] = { 0.1, 1.0, 1.0, 1.0 };

GLfloat mat_diffuse[] = { 0.6, 1.0, 0.5, 1.0 };

GLfloat mat_specular[] = { 0.0, 0.0, 0.5, 1.0 };

glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_AMBIENT, mat_ambient);

glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_DIFFUSE, mat_diffuse);

glMaterialfv (GL_FRONT_AND_BACK, GL_SPECULAR, mat_specular);

glMaterialf (GL_FRONT, GL_SHININESS, 2.0);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_CONSTANT_ATTENUATION, 1.0);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_LINEAR_ATTENUATION, 0.0);

glLightf(GL_LIGHT0, GL_QUADRATIC_ATTENUATION, 0.0);

a) [0.9v] Qual o ângulo α entre o halfway vector e a normal à superfície?

α = _________________________

b) [1.2v] Tendo em conta as propriedades do material definidas no

código, indique qual o valor da três componentes da cor para esse

ponto P, utilizando o modelo de Phong modificado.

PR = ____________________ PG = ____________________ PB = ____________________

3. [2.1v] Considere o quadrado ABCD ilustrado na figura abaixo e definido pelos

pontos A = [5 5]T, B = [20 5] T , C = [20 20]T e D = [5 20]T. Calcule a cor RGB do ponto

no centro do quadrado, utilizando sombreamento de Gouraud, sabendo que as

cores nos vértices são dadas por Cor𝐴 = [0.2 0.4 0.3], Cor𝐵 = [0.2 0.0 0.6],

Cor𝐶 = [0.0 0.4 0.4] e Cor𝐷 = [0.0 0.4 0.3].

(0,0) x

y

10 20

A

C

B10

20D C

A B



Nome: Número:

Página 13

CorR (P)= _________________________

CorG (P)= _________________________

CorB (P)= _________________________

4. [0.9v] Para determinar a cor numa quadrícula, o sombreamento de Phong ... (escolha múltipla: indique a opção que conclui a frase correctamente. Resposta errada desconta 1/3 da cotação)

A: … interpola as normais nos vértices do polígono;

B: … interpola as cores nos vértices do polígono;

C: … usa a média das cores nos vértices do polígono;

D: … usa a cor do primeiro vértice do polígono;

E: Nenhuma das opções anteriores.




Página 14




Nome: Número:

Página 15

5. [2.0v] Considere a Figura em que o polígono ABCD é recortado pela aresta

esquerda, WS, de um rectângulo de Recorte.

a) [0.5v] Qual o nome do algoritmo que é usado para efectuar o recorte

de polígonos

______________________________________________________________________________________

b) [0.7v] Considere o segmento de recta DA. Quais são os vértices que

irão pertencer ao polígono recortado?

______________________________________________________________________________________

c) [0.8v] Considere agora o segmento de recta CD. Quais são os vértices que

irão pertencer ao polígono recortado?

______________________________________________________________________________________

6. [2.1v] Pretende discretizar, usando o algoritmo de linha de varrimento, o

triângulo com vértices A (1,1), B (1,6) e C (6,6):

a) [0.7v] Para aumentar a eficiência do processo de discretização cada

aresta é representada por um tuplo. Qual o significado de cada um

dos elementos desse tuplo?

______________________________________________________________________________________

W

C

B

D

A

S

C´

A´


Página 16

b) [0.7v] Na linha de varrimento 2 qual é o conteúdo das Tabelas de

Arestas Activas?

______________________________________________________________________________________

c) [0.7v] Na linha de varrimento 6 quais são as quadrículas que vão ser

preenchidas?

______________________________________________________________________________________

7. [0.9v] O algoritmo back-face culling permite (escolha múltipla: indique a opção que conclui a frase correctamente. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: … Remover polígonos côncavos;

B: … Discretizar polígonos convexos ;

C: … Remover faces dianteiras;

D: … Discretizar segmentos de recta :


Opção correcta: _________




Nome: Número:

Página 17

8. [2.4v] Considere uma imagem com resolução de 1000 x 1000 pixéis. Imagine que quer sintetizar uma imagem por traçado de raios (ray-tracing) a partir de uma

cena com 100 objectos

a) [1.2v] Quantas intersecções entre raios primários e objectos terão de ser

calculadas para sintetizar a imagem, no caso mais desfavorável ?

______________________________________________________________________________________

b) [1.2v] Quantos raios secundários pode cada raio primário originar

(considere o caso mais genérico) ?

______________________________________________________________________________________

9. [0.6v] Qual das seguintes técnicas / optimizações não se aplica ao ray-tracing ? (escolha múltipla: indique a opção mais correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: … Back-face culling (remoção de faces traseiras);

B: … Raios "Shadow Feeler";

C: … Traçado recursivo de raios;

D: … Cálculo de raios de refracção;


Opção correcta: _____________

10. [1.5v] Quer produzir um efeito semelhante a uma superfície com relevo

(superfícies com altos e baixos e/ou rugosidades) utilizando mapeamento de

texturas.

a) [0.6v] Que técnica de mapeamento de texturas pode usar?

______________________________________________________________________________________


Página 18

b) [0.9v] Para obter este efeito, a técnica descrita acima recorre à perturbação

dos valores das coordenadas ...

(escolha múltipla: indique a opção que conclui a frase correctamente. Resposta errada desconta 1/3 da cotação)

A: … dos vértices das facetas;

B: … paramétricas dos texels;

C: … dos afixos das normais às facetas;

D: … dos coeficientes do modelo de iluminação de Blinn-Phong;



11. [1.5v] Considere que deseja controlar o mapeamento de texturas de modo a

substituir todos os pixeis correspondentes a um polígono pelos valores calculados

a partir dos texels da textura apenas. Indique os valores das constantes na linha de

código OpenGL abaixo para obter este resultado:

glTexEnvi(GL_TEXTURE_ENV, B, C)

B = ______________________________________

C = _______________________________________




Nome: Número:

Página 19

12. [1.2v] Diga qual o número máximo de cores suportado pelo formato GIF

______________________________________________________________________________________

13. [0.9v] Quer colocar a imagem seguinte num ficheiro para distribuir via World

Wide Web.

Nestas condições, qual será o formato mais apropriado para o armazenamento da

imagem ?

A: jPEG

B: PNG

C: EPS

D: jFIF

E: Nenhuma das anteriores.

(escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)


14. [0.9v] Diga o que entende por saturação de cor ... (escolha múltipla: indique a opção correcta. Respostas erradas descontam 1/3 da cotação)

A: ... a intensidade da cor reflectida

B: ... o comprimento de onda dominante de cor

C: ... a distância da cor ao cinzento de igual intensidade

D: ... a intensidade de cor emitida

E: Nenhuma das anteriores


0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

2000 2005 2010 2015


Página 20


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