Aula 9 - Sistemas e Aplicações Multimídias - A Terceira Dimensão - parte II

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Aula 9 - Sistemas e Aplicações Multimídias - A Terceira Dimensão - parte II

  1. 1. Sistemas e Aplicações Multimídia
  2. 2. Prof. Guilherme Nonino Rosa - Técnico em Informática pela ETESP – Escola Técnica de São Paulo - Graduado em Ciências da Computação pela Unifran – Universidade de Franca no ano de 2000. - Licenciado em Informática pela Fatec – Faculdade de Tecnologia de Franca no ano de 2011. - Pós-Graduado em Tecnologia da Informação aplicada aos Negócios pela Unip-Universidade Paulista no ano de 2012. - Pós-Graduando em Docência no Ensino Superior pelo Centro Universitário Senac.
  3. 3. Atuação: - Docente da Faculdade Anhanguera desde Fevereiro / 2013 - Docente do Senac – Ribeirão Preto desde fevereiro/2012. - Docente do Centro de Educação Tecnológica Paula Souza, na Etec Prof. José Ignácio de Azevedo Filho e Etec Prof. Alcídio de Souza Prado desde fevereiro/2010.
  4. 4. Contatos: Prof. Guilherme Nonino Rosa guinonino@gmail.com guilhermerosa@aedu.com http://guilhermenonino.blogspot.com
  5. 5. PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM
  6. 6. Sistema de Avaliação 1° Avaliação - PESO 4,0 Atividades Avaliativas a Critério do Professor Práticas: 03 Teóricas: 07 Total: 10 2° Avaliação - PESO 6,0 Prova Escrita Oficial Práticas: 03 Teóricas: 07 Total: 10
  7. 7. Bibliografia Padrão 1) PAULA FILHO, Wilson de Padua. Multimídia : Conceitos e Aplicações : Conceitos e Aplicações. 1ª ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos, 2011.
  8. 8. Semana n°. Tema 1 Apresentação da Disciplina e Metodologia de Trabalho. Introdução à Sistemas e Aplicações Multimídia. 2 Evolução da Comunicação entre Homem e Máquina. 3 Plataformas: Ambientes, Plataformas e Configurações. 4 Autoria: Ferramentas para Desenvolvimento de Multimídia. 5 Autoria: Títulos, Aplicativos e Sites . 6 Projetos: Produção. 7 Projetos: Processo Técnico. 8 Imagens: Representação Digital de Imagens, Dispositivos Gráficos. PLANO DE ENSINO E APRENDIZAGEM
  9. 9. Semana n°. Tema 9 Atividades de Avaliação. 10 Imagens: Processamento da Imagem. 11 Desenhos: Representação de Desenhos e Edição Bidimensional.. 12 Terceira Dimensão: Computação Gráfica. 13 Terceira Dimensão: Modelagem e Elaboração 3D. 14 Terceira Dimensão: Realidade Virtual 15 Animação. 16 Música e Voz.
  10. 10. Semana n°. Tema 17 Vídeos. 18 Prova Escrita Oficial 19 Exercícios de Revisão. 20 Prova Substitutiva.
  11. 11. Elaboração tridimensional  Elaboração de cena:
  12. 12. Elaboração tridimensional Elaboração é o processo de a partir do modelo, gerar a imagem ou imagens representativas da cena, dadas as configurações das câmeras e da iluminação, além de outros parâmetros.
  13. 13.  Visualização 3D:  visualização em fio de arame: mostra as arestas, com as faces transparentes;  visualização com linhas ocultas: mostras as arestas, com as faces opacas;  elaboração: obtenção de imagem fotorealista.
  14. 14.  Visualização em fio-de-arame: Usados no processo de produção de animações tridimensionais para visualização prévia rápida.
  15. 15.  Visualização com linhas ocultas Elimina as linhas ocultas que, elimina a projeção as arestas ou partes de arestas que são escondidas por superfícies mais próximas do observador.
  16. 16.  Rendering -> representa a geração de imagens com a inclusão de procedimentos específicos para torná-las mais realísticas.  A imagem deve ser criada considerando as características físicas do objeto, sua interação com as fontes de iluminação da cena e com os demais objetos.
  17. 17.  Elaboração de imagens (rendering):  obtenção de imagens representativas de projeções da cena 3D;  constitui normalmente a etapa de produção mais intensiva em processamento, mas não precisa de intervenção manual. Uma paisagem renderizada computacionalmente
  18. 18.  Elementos da elaboração:  modelos da cena, incluindo geometria e materiais;  câmeras e luzes;  parâmetros da imagem: resolução, canais, grau de fotorealismo.
  19. 19.  Modalidades de elaboração:  elaboração em fio-de-arame: geração de vistas da geometria para fins de modelagem;  elaboração preliminar: geração de imagens para avaliação;  elaboração definitiva: geração de imagens para pós-produção e gravação.
  20. 20.  Elaboração em fio de arame:
  21. 21.  Elaboração em fio de arame com antipseudonímia:
  22. 22.  Elaboração preliminar:
  23. 23.  A iluminação:  determina a intensidade de cada canal, de cada pixel e de cada imagem dados:  a geometria e materiais da cena;  os parâmetros das câmeras;  os parâmetros das luzes;  os parâmetros das imagens.
  24. 24.  Iluminação original:
  25. 25.  Iluminação reduzida:
  26. 26.  Iluminação de refletor:
  27. 27. Coloração de Phong  Modelo empírico introduzido em 1975 por B. Phong.  Suporta três tipos de interação luz-objeto:  reflexão difusa: luz incidente refletida em todas as direções. Em superfícies difusoras perfeitas, a intensidade é igual em todas essas direções  reflexão especular: luz incidente é refletida em direções com ângulos próximos da direção de reflexão que um espelho proporcionaria. Em superfícies especulares perfeitas, toda a reflexão se dá num ângulo igual ao de incidência  reflexão da luz ambiente
  28. 28. Coloração de Phong  Busca obter suavidade na exibição de objetos com superfícies curvas quando representados por polígonos.  Mantém o brilho especular.  Em cada vértice é calculado um novo Vetor Normal que é a média das normais das faces que compartilham o vértice. Este Vetor é interpolado ao longo das arestas.
  29. 29. Coloração de Phong  As Normais nos extremos de cada linha são interpoladas ao longo da mesma.  O cálculo da cor dos pontos internos da face é feita a partir da Normal para cada ponto.
  30. 30.  Coloração de Phong:
  31. 31. Coloração de Phong  Problema:  Gera curvas em objetos que não as possuem.
  32. 32. Exemplos: Coloração de Phong
  33. 33. Coloração Chapada  As Normais utilizada é a normal ao plano de cada polígono.  As colorações variam bruscamente quando atravessamos arestas, e por isso esse método só é usado quando se quer destacar o caráter facetado de um objeto.
  34. 34.  Coloração chapada:
  35. 35. Coloração de Gouraud  A proposta do algoritmo de Gouraud é suavizar a transição entre a coloração de faces adjacentes.  A cor de uma face, portanto, não pode ser constante. Ela deve variar de modo que nas fronteiras entre faces as cores possam ser “combinadas”.  Dessa forma a aresta que marca a passagem de uma face para outra ficará “escondida” pela variação das cores.
  36. 36. Coloração de Gouraud  Busca obter suavidade na exibição de objetos com superfícies curvas quando representados por polígonos.  Em cada vértice é calculado um novo Vetor Normal que é a média das normais das faces que compartilham o vértice  a cor é calculada em cada vértice  o cálculo da cor dos pontos internos da face é feita por interpolação (interpolated shading)
  37. 37.  Coloração de Gouraud:
  38. 38. Exemplos: Coloração de Gouraud
  39. 39. Coloração de Gouraud  Problemas:  Pontos de brilho especular são atenuados.  Por tentar suavizar as transições entre as faces da intensidade de luz refletida, efeitos associados a variações abruptas dessa intensidade são eliminados.  Em geral, as imagens geradas pelo algoritmo de Gouraud têm como “assinatura” a aparência fosca, típica de superfícies em que a componente difusa da luz refletida é predominante.
  40. 40.  Comparação de técnicas de elaboração: Modelo Qualidade Aplicação Chapado Baixa Pré-visualização, realce das facetas Gouraud Média Uso normal Phong Alta Melhor reprodução dos pontos brilhantes
  41. 41.  Texturas:  simulam detalhes complexos através da projeção de imagens 2D sobre uma superfície;  permitem efeitos atraentes, mas aumentam muito o tempo de elaboração;  as imagens 2D podem também ser usadas para simular a rugosidade 3D.
  42. 42.  Aplicação de textura:
  43. 43.  Aplicação planar:
  44. 44.  Aplicação cilíndrica:
  45. 45.  Aplicação de imagem:
  46. 46.  Mapa de rugosidade:
  47. 47.  Sombras, reflexos e refrações:  contribuem em muito para o realismo aparente;  normalmente calculadas por métodos aproximados;  o cálculo segundo as leis da ótica requer o rastreamento de raios.
  48. 48.  Cena com dois objetos:
  49. 49.  Transparência:
  50. 50.  Realidade virtual:  ambiente artificial apresentado a um usuário de forma a que se assemelhe o máximo possível a um ambiente real;  sistemas mais avançados são imersivos;  sistemas para grupos: mundos virtuais;  avatares: representações dos usuários.  Linguagem: VRML
  51. 51.  Sistemas imersivos:  monitores gráficos miniaturizados:  em óculos especiais ou capacetes;  apresentam uma imagem para cada olho, criando tridimensionalidade;  dispositivos que monitoram as ações do usuário:  óculos e capacetes que sentem os movimentos da cabeça;
  52. 52.  Sistemas imersivos:  sensores de tato (dispositivos hápticos):  luvas e trajes sensores;  possivelmente com feedback de força para dar ilusão de solidez.
  53. 53. BIBLIOGRAFIA E SITES CONSULTADOS  Paula Filho, W. de P., Multimídia: Conceitos e Aplicações, LTC Editora, 2011.  Vaughan, T., Multimedia Making it Work, McGraw-Hill, 2001.  Gibson, J. D., Berger, T., Lindbergh, D., Digital Compression for Multimedia: Principles and Standards, Morgan Koufman, 1998.  Kerlow, I. V. The Art of 3-D Computer Animation and Imaging, John Wiley & Sons, 1996;  Kristof, R., Satran, A. Interactivity by Design : Creating & Communicating With New Media, Hayden Books, 1995;  Vaughan, T., Multimídia na Prática, Makron Books, 1994.  http://members.fortunecity.com/andreia_bolsoni/texto.htm  http://oficina.cienciaviva.pt/~pw020/g3/historia_e_evolucao_dos_computad.htm  https://sites.google.com/a/aedu.com/alaor/sistemaseaplicacoesmultimidia  http://www.fortium.com.br/faculdadefortium.com.br/marcelo_bastos/material/Arquitetura%2 0de%20Computadore%201%20e%202-1.pdf  http://www.tecmundo.com.br/9421-a-evolucao-dos-computadores.htm

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