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Computação Gráfica
Introdução
Profª Alessandra Martins Coelho
março/2013
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Introdução• Computação gráfica (CG) é a utilização de
computadores para gerar imagens(GUHA, 2013).
• Nos dias atuais, para não se estar emcontato com algum tipo de imagem geradapor computador (CGI), é preciso estar
completamente isolado.
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Introdução• Passos para a criação?
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Introdução• Passos para a criação?
Primeiro, uma estrutura de arame ...
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Introdução• Passos para a criação?
... Então, acrescenta-se luz e sombra ...
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Introdução• Passos para a criação?
... Finalmente ... Textura.
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Introdução• Desde a sua origem, a CG:
• estuda os métodos que permitem avisualização de informações armazenadasna memória do computador.
• É utilizada nas mais diversas áreas doconhecimento.
• Aplicações da CG são limitadas apenaspela nossa imaginação!(GUHA, 2013)
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Computação Gráfica• Definição: “Conjunto de métodos e técnicas
para transformar dados em imagem através deum dispositivo gráfico”.• Problema:
• Genericamente: “conjunto de métodos etécnicas que tratam da manipulação de dadosou imagens no computador”.
Dados ImagemComputação Gráfica
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Introdução• O grande número de aplicações das
técnicas de CG podem ser agrupados emtorno de diversas áreas, que seconstituem nas subáreas:
– Modelagem Geométrica; – Síntese de Imagens ou Visualização; – Processamento de Imagens;
– Visão Computacional; – Animação.
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Introdução• Modelagem Geométrica:
– Trata do problema de descrever e estruturardados geométricos no computador.
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Introdução• Visualização:
– Interpreta os dados criados por modelagemgeométrica para gerar uma imagem que podeser vista usando um dispositivo de saída
gráfica.
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Introdução• Processamento de Imagens:
– Admite como entrada uma imagem que, apósprocessada, produz outra imagem na saída.
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Introdução• Visão Computacional:
– Obter, a partir de uma ou várias imagens(entrada), informações geométricas,topológicas ou físicas sobre os objetos
representados na imagem.
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Computação Gráfica• É uma das áreas que fornece suporte
tecnológco aos sistemas digitais demultimídia: – Interface com o usuário; – Geração sintética de imagens; – Animação por computador;
– Publicação eletrônica (texto, imagens, vídeo,etc.).
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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 trêscaracterísticas: – Visualizar objetos que ainda se encontram em fase de projeto;
– Visualizar objetos que estão fora do alcance de nossapercepção visual; – Visualizar objetos que fogem de nossa realidade tridimensional.
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A Galeria de Aplicações CGA
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Visualização Científica
Simulação da instabilidade deRayleigh–Taylor causadapela mistura de dois fluidos.
Visualização do fluxo do ar
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Visualização médica
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Arte: fractal e matemática
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CAD: Computer-Aided Design
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GIS: Sistemas de Informação
Geográfica
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Visualização de Dados
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Simulação
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Virtual Design e Prototipagem
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Realidade Virtual
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Filmes
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Jogos
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Exibição em 3D• Gravação estereoscópica com duas
câmeras para visualização 3D é possívelusando OpenGL
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• OpenGL para pequenos dispositivos -
OpenGL ES (Embedded Systems ).
• WebGL - OpenGL ES 2.0 para a Web
WebGL é implementado na versão dedesenvolvimento da maioria dos principaisnavegadores. Atualmente, as
implementações estão disponíveis emMozilla Firefox 4, Google Chrome, Safari
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Introdução• Em matemática aplicada necessitamos modelar
os diversos objetos em estudo.• Em Computação Gráfica, um paradigma deabstração que se aplica em geral consiste emestabelecer quatro universos (conjuntos): – físico F ; – matemático M ; – representação R ;
– implementação I ;
UniversoFísico
UniversoMatemático
Universo deRepresentação
Universo deImplementação
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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 representaçãoàs estruturas de dados, com a finalidade de obteruma representação do objeto no computador;
• Universo de Implementação: – Separar a etapa de discretização (representação) das
particularidades de uma determinada lgg deprogramação.
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Introdução• Exemplo do paradigma dos quatro
universos.• Representar no computador umamontanha.
– Em cartografia: mapa de alturas – No universo matemático:
onde (x,y) são coordenadas do plano e z aaltura correspondente.
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Introdução• Exemplo do paradigma dos quatro
universos.• Geometricamente, o terreno é descrito
pelo gráfico da função de alturas f.
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Introdução• Como representar o terreno?
– Produto cartesiano, obtendo o reticulado depontos (x i , y i ), com i= 0,1,..., n e j=0,1,..., m .
– zij=f(xi, y j) – matriz de alturas.
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Pesquisa• Pesquise e conceitue realidade virtual e
realidade aumentada. Dê exemplos deaplicação.• Fazer uma comparação entre as áreas de
visualização, processamento de imagense visão computacional. Dê exemplos de
aplicação em cada uma delas.
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