Prof. Leandro da Silva Taddeo Computação Gráfica Aula 1 Introdução à Computação Gráfica Prof. Leandro da Silva Taddeo

Introdução à C.G. Definição Ferramenta não convencional que permite ao artista transcender das técnicas tradicionais de desenho ou modelagem Imagens são geradas mais facilmente através de software Proporciona um maior poder de abstração, ajudando na criação de imagens complexas e em muitos casos não imaginadas O artista precisa ter apenas a idéia e deixar a parte complexa por conta da máquina Ex: simulação de sombras

Introdução à C.G. Definição Segundo a ISO: “Computação gráfica é um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para ou de um dispositivo gráfico através do computador”

Introdução à C.G. Definição Matemática X Natureza Fractais

Introdução à C.G. Definição Matemática X Natureza

Introdução à C.G. Década de 50: Origens da C.G. 1950 1959 Whirlwind – MIT Finalidade acadêmica Informações de radar em imagens Tubo de raios catódicos (CRT) 1959 Surge o termo “Computer Graphics”

Introdução à C.G. Década de 60: Origens da C.G. 1962 1965 Ivan Sutherland publica a tese Sketchpad – A Man-Machine Graphical Communication System Técnicas de interação que usavam o teclado e a caneta ótica para desenhar, apontar e escolher alternativas 1965 A GM desenvolve o precursor dos programas de CAD (Computer Aided Design) No final da década de 60 praticamente toda a indústria automobilística e aeroespacial utilizava softwares de CAD

Introdução à C.G. Década de 70: Origens da C.G. Desenvolvimento de algoritmos utilizados até hoje z-buffer Atari (jogo Pong) Barateamento das máquinas levou ao aparecimento do primeiro computador com interface visual Reconhecimento da C.G. como área da Computação Aparecimento de congressos (SIGGRAPH) e livros (fractais)

Introdução à C.G. Década de 80: Origens da C.G. Publicação de imagem de erupção vulcânica no espaço Uso de técnicas para melhorar imagens Redução de ruídos, melhoria de contraste, etc Surgimento de técnicas de iluminação como ray-tracing Aproximar imagens reais às dos computadores Simulação de expressões faciais “Cabeça falante”

Introdução à C.G. Década de 90: 2000 em diante Origens da C.G. Amadurecimento da C.G. Filmes com perfeição de fotorealismo Jurassic Park (movimentos dos dinossauros) Exterminador do Futuro 2 (personagem computadorizado) Toy Story (primeiro longa 3D) Surgimento do Open GL e placas gráficas 2000 em diante Shrek, Final Fantasy, Matrix Reloaded

Introdução à C.G. Divisões A Computação Gráfica atualmente engloba pelo menos 3 divisões: Síntese de Imagens Processamento de Imagens Análise de Imagens

Introdução à C.G. Síntese de Imagens: Divisões Considera a criação sintética das imagens Cria as representações visuais de objetos a partir das especificações geométricas e visuais de seus componentes vértices, conexões, texturas, etc

Introdução à C.G. Processamento de Imagens: Divisões Considera o processamento das imagens na forma digital e suas transformações, por exemplo, para melhorar ou realçar suas características visuais

Introdução à C.G. CRV 8332 Análise de Imagens: Divisões Considera as imagens digitais e as analisa para obtenção de características desejadas CRV 8332

Introdução à C.G. Em Resumo: Divisões Análise de Imagens Processamento de Dados Dados Imagens Processamento de Imagens Síntese de Imagens

Introdução à C.G. A Computação Gráfica possui 3 sub-áreas principais: Modelagem geométrica Síntese de imagens realistas Animação por computador

Introdução à C.G. Representações Gráficas Gráficos Vetoriais Gráficos Matriciais Representados por coleções de objetos geométricos Pontos Retas Curvas Planos Polígonos Amostragem em grades retangulares Tipicamente, imagens digitais Matrizes de “pixels” Cada pixel representa uma cor Dados volumétricos Imagens médicas Cada pixel representa densidade ou intensidade de algum campo

Introdução à C.G. Representações Vetoriais Permitem uma série de operações sem (quase) perda de precisão Transformações lineares Por que “quase”? Estruturas de dados utilizam pontos e vetores cujas coordenadas são números reais É necessário usar aproximações Representação em ponto-flutuante Complexidade de processamento = O (nº vértices) Exibição Dispositivos vetoriais Dispositivos matriciais (requer amostragem, i.e., rasterização)

Introdução à C.G. Representações Matriciais Representação flexível e muito comum Complexidade de processamento = O (no de pixels) Muitas operações implicam em perda de precisão (reamostragem) Ex.: rotação, escala Técnicas para lidar com o problema Ex.: técnicas anti-serrilhado (anti-aliasing) Exibição Dispositivos matriciais Dispositivos vetoriais (requer uso de técnicas de reconhecimento de padrões)

Introdução à C.G. Vetoriais Matriciais Dispositivos Gráficos Trabalham com informações geométricas definidas por suas coordenadas espaciais, tais como pontos e linhas Ex: mouse (entrada), plotter (saída) Matriciais Trabalham com informações de cor associadas à uma região do espaço Ex: scanner, monitor