COMPUTAÇÃO GRÁFICA

COMPUTAÇÃO GRÁFICA De acordo com a ISO (“International Standard Organization”) Computação Gráfica é um conjunto de ferramentas e técnicas para converter dados para ou de um dispositivo gráfico através de computador. A computação gráfica compreende três áreas: Síntese de imagens, que transforma dados em imagens; Processamento de imagens, que transforma imagens em outras imagens; Análise de imagens, que transforma imagens em dados.

TIPOS DE COMPUTAÇÃO

GRÁFICOS EM COMPUTADORES As imagens gráficas são vistas em telas ou em “hard copy” (papel ou películas). Existem dispositivos gráficos que criam as imagens. Os dispositivos gráficos recebem a informação a exibir de uma área de memória intitulada “Framebuffer”, interface entre o software e o hardware.

ARMAZENAMENTO DE GRÁFICOS Os gráficos ficam armazenados sob a forma de: Pontos, definidos por três coordenadas geométricas e quatro coordenadas de cor. Figuras planas ou sólidos definidos por suas propriedades, equações ou pontos característicos. Mapas de bits representando imagens ou texturas. Fontes de iluminação definidas por coordenadas e características próprias.

REALISMO A informação armazenada é processada para a criação de cenas buscando a introdução de realismo, o que recebe o nome de renderização. Uma vez criada a cena define-se como ela será observada e transmite-se a imagem obtida deste ponto de vista para uma área de memória. Este processo recebe o nome de rasterização e a área de memória é o “framebuffer”.

Definições e terminologia Frame buffer Renderização Rasterização Viewport

Frame buffer “Frame buffer” é a memória do dispositivo gráfico, ou seja, a imagem que será exibida na tela

Renderização Renderização é um processo de introdução de realismo nas cenas ou conversão de dados em uma imagem realista. O processo consiste de: construção do modelo aplicação de transformações para obter aparência 3D eliminação de faces escondidas execução dos recortes no volume de visualização (“clipping”) conversão da representação 3D para pixels (“rasterização”) tratamento de partes escondidas (vários objetos) sombreamento

Rasterização Rasterização pode ser definida como conversão da representação vetorial para matricial e é a operação que carrega o “frame buffer”.  

JANELAS E VIEWPORTS O dispositivo de saída, que vai exibir o gráfico, possui uma área de exibição. O aplicativo que vai exibir um gráfico especifica uma porção da área de exibição na qual vai operar – uma janela. Dentro dessa janela partes podem ser reservadas para finalidades de exibição de textos, logotipos, mensagens, etc. A parte da janela na qual se vai desenhar um gráfico recebe o nome de “viewport”. O mapeamento do sistema de Coordenadas Lógicas Cartesianas em Coordenados de Pixels da tela é chamado de Viewport. Viewport é a região dentro de uma janela na qual será desenhada a área cortada (a exibir).

JANELAS E VIEWPORTS

TIPOS DE PROJEÇÃO Projeções paralelas Projeções cônicas (visão em perspectiva)

VOLUME DE VISUALIZAÇÃO O volume de visualização é aquele dentro do qual os objetos são visíveis e manipuláveis.

PROJEÇÕES PARALELAS

PROJEÇÕES EM PESRPECTIVA

SISTEMA DE EIXOS O Sistema de eixos é considerado como aquele que tem: O eixo X na horizontal apontando para a direita do observador olhando a tela, O eixo Y na vertical apontando para cima O eixo Z normal ao plano XY apontando para o observador (para fora da tela)

SISTEMA DE EIXOS

Bibliotecas Gráficas As bibliotecas gráficas destinam-se a facilitar a programação por parte de usuários finais. Apresentam funções que integram as aplicações de maneira transparente.

Exemplos Renderização Robo

Exemplos Rasterização/Renderização Robo com perspectiva dimétrica Cubo com rasterização variável Jato com rasterização variável Cubo com textura e rasterização variável

Bibliotecas Gráficas Presentemente as bibliotecas gráficas de uso geral são: OpenGL Originada na SGI e hoje de código livre DirectX Produto Microsoft

Bibliotecas Gráficas Funções fornecidas Primitivas gráficas Funções auxiliares Funções de integração

Primitivas gráficas Geração de pontos, linhas, polígonos, etc. Habilitação de propriedades Transformações geométricas Cores Texturas Modelos de iluminação Uso de pilhas

Funções auxiliares Geração de sólidos Posicionamento de observador Tipo de projeção

Funções de integração Montagem do contexto Renderização ou desenho Rasterização ou redimensionamento Teclado Mouse Ociosidade (“Idle”) Ciclo (“Main loop”)

Notas de Aula de OpenGL Apresentação OpenGL de Computação Gráfica, da Professora Aura Conci