1 Computação Gráfica Prof. Dr. Júlio C. Klafke UNIP-Objetivo1-2007.

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1 1 Computação Gráfica Prof. Dr. Júlio C. Klafke UNIP-Objetivo1-2007

2 2 Bibliografia  AZEVEDO, E. e CONCI, A. Computação Gráfica. Teoria e Prática. Editora Campus, Rio de Janeiro, 2003, 353p.  HETEM, A. Computação Gráfica. Editora LTC, Rio de Janeiro, 2006, 180p.  WIKIPEDIA!!!!!!

3 3 Computação Gráfica – UNIP 2007-2008  Programação do Curso: ~20 aulas (12 Módulos) 1.Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia. 2.Primitivas Gráficas em Duas Dimensões. 3.Síntese de Cores. 4.Formato de Arquivos de Imagens. 5.Transformações Geométricas em 2D. 6.Tópicos Avançados em 2D (opcional). 7.Primitivas Gráficas em 3 Dimensões. 8.Representação e Modelagem de Primitivas em 3D. 9.Transformações Geométricas em 3D. 10.Taxinomia das Projeções. 11.Luzes e Sombras. 12.Tópicos Avançados em 3D (opcional). 1°. Bimestre 2°. Bimestre

4 4 Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia  É a área da Ciência da Computação que trata a geração, manipulação e interpretação de modelos e imagens de objetos utilizando o computador.  O conjunto de métodos e técnicas de converter dados para um dispositivo gráfico, via computador.

5 5  Principais Áreas da C.G  Síntese de Imagens  Representação gráfica da Informação (dados)  Produção de representações visuais a partir de especificações geométrica de seus componentes.  Processamento de Imagens  Tratamento da imagem em sua forma digital, suas transformações e melhoramentos.  Análise de Imagens  Especificação dos componentes da imagem a partir de sua representação visual. Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia

6 6 Modelo Geométrico (Matemático) Imagem Digital Síntese de Imagens Análise de Imagens Processamento de Imagens Imagem Digital

7 7 Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia  Aplicações da C.G  Interfaces gráficas (janelas, menus, ícones)  Traçado interativos de gráficos (ciência, tecnologia e economia)  Projeto e desenho auxiliado por computador (CAD’s)  Simulação e animação para visualização científica, arte, lazer e publicidade  Controle de processos  Cartografia  Arte por computador

8 8 Saída Entrada Dados Armazenados Hardware Gráfico Computador Hospedeiro Link de Dados (Alta Velocidade) Dispositivos Gráficos

9 9 Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia  Pacotes Gráficos (Softwares) e Bibliotecas  Conjunto de rotinas gráficas básicas padronizadas e portáveis  Requisitos X Utilidade quanto a construção  Simplicidade, Consistente, Completeza, Robustez, Desempenho e Economia.  Bibliotecas (facilitam a implementação)  Exemplos: OpenGL, DirectX, PGPlot, Mongo...

10 10 Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia  Processo de Visualização 2D  Mapeamento do objeto (rastering & rendering)  Recorte (viewport & clipping)  Curvas Paramétricas  Hermite  Bezier  B-Spline  Outras

11 11 RASTERIZAÇÃO (rastering) Vetores  Matriz XRENDERIZAÇÃO (rendering) Estrutura de dados  Imagens Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia

12 12 Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia Universo X Y Tela 0,0 640,400 RASTERIZAÇÃO Vetores  Matriz

13 13 http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_display_standard

14 14 Módulo 1 Visão Geral. Conceitos Básicos e Terminologia RASTERIZAÇÃO Vetores  Matriz &RECORTE (Clipping) Janela de Visualização (viewport) IMAGEM VETORIAL IMAGEM MATRICIAL (raster)

15 15  São os elementos básicos que compõe um desenho (pontos, retas, polilinhas, polígonos, círculos, elipses, etc);. Módulo 02. Primitivas Gráficas em Duas Dimensões

16 16  Comandos e funções de um programa que manipulam e alteram as propriedades dos elementos gráficos ou do hardware gráfico. WritePixel(x,y,cor); Form1.Canvas.Pixel[x,y]+RGB(r,g,b); glViewport(0,0,w,h) Módulo 02. Primitivas Gráficas em Duas Dimensões

17 17 Módulo 02. Primitivas Gráficas em Duas Dimensões  Fundamentos Matemáticos  Sistemas de coordenadas  Posição de um ponto  Retas  Vetores  Matrizes  Primitivas Gráficas

18 18 Sistemas de coordenadas  O sistema é definido por uma origem e por um par de eixos perpendiculares: Y X O

19 19 Posição de um ponto  É definida através de um par de coordenadas P (X1,Y1). Y X X1 Y1 P

20 20 Retas  O conjunto de pontos alinhados em uma mesma direção. Y X X1 X2 Y2 Y1 É definida por dois pontosÉ definida por dois pontos A equação: Y = m.X + nA equação: Y = m.X + n A constante “m” é o coeficiente angular (inclinação da reta em relação ao eixo X)A constante “m” é o coeficiente angular (inclinação da reta em relação ao eixo X) A constante “n” é a ordenada quando X = 0A constante “n” é a ordenada quando X = 0 Posições entre duas retas: Paralelismo, Intersecção e Perpendicularismo.Posições entre duas retas: Paralelismo, Intersecção e Perpendicularismo.

21 21 Módulo 02. Rasterização de Primitivas Gráficas Sistema de Coordenadas Cartesianas x Sistema de Coordenadas do Dispositivo (tela) PONTO PIXEL viewport

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23 23 Módulo 1 & Módulo 2 Exercícios 1. Obtenha as relações de YP em função de YR e de YR em função de YP. 2. Considere o ponto P, pertencente ao R2, cujas coordenadas (XR,YR) são P = (─1.45, 0.32). Se XRMIN = YRMIN = ─2.0 e XRMAX = YRMAX = +2.0 qual o valor correspondente das coordenadas (XP,YP) do pixel se XPMIN = YPMIN = 0, XPMAX = 1023 e YPMAX = 767 ? 3. Escreva um pseudocódigo que leia os valores do domínio no espaço real (XRMIN, YRMIN, XRMAX, YRMAX), os valores da janela de visualização na matriz do dispositivo gráfico de saída (XPMIN, YPMIN, XPMAX, YPMAX) e as coordenadas de um ponto real (XR,YR) e imprime um pixel de coloração “cor” (“cor” é uma variável/constante de tipo inteiro). Não esqueça de declarar os tipos das variáveis corretamente e use as funções INT( ) e PLOTA(xp, yp, cor), respectivamente, para obter o valor inteiro de um número real e plotar um pixel de cor “cor” na posição (xp, yp) da matriz do dispositivo gráfico de saída.