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PÓS-GRADUAÇÃO EM GRÁFICA
DIGITAL
COMPUTAÇÃO GRÁFICA
Prof. Dr. Carlos A. P. Campani
O QUE É COMPUTAÇÃO
GRÁFICA?
●
“Computação Gráfica” refere-se a tudo
envolvendo a criação e manipulação de imagens
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Aplicações da computação gráfica cobrem
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em 24 bits (truecolor) no sistema RGB (1 byte
para cada cor fundamental) – 224
= 16 milhões de
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RGB
RGB é a abreviatura do sistema de cores
aditivas formado por: vermelho (Red); verde
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do computador.
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Cada pixel é uma amostra de um espaço de
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RESOLUÇÃO DE VÍDEO
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●
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●
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●
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grande velocidade, usadas para transformar modelos matemáticos
tridimensionais em uma imagem na tela do computador;
●
Indispensável para jogos e programas com gráficos 3D.
GPU
●
A Unidade de Processamento Gráfico (Graphics Processing Unit,
GPU) é o coração de uma placa aceleradora de gráficos;
●
Circuito eletrônico especializado projetado para acelerar a
renderização de imagens;
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Usa um conjunto massivo de processadores desenvolvidos para
executar operações matemáticas e matriciais em grande
velocidade.
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REPRESENTANDO IMAGENS
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●
RASTER – imagem é representada em um
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●
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MODELAGEM 3D
Modelagem 3D é o processo de desenvolver
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processo é chamada de modelo 3D.
ELEMENTOS DE MODELAGEM
●
Geometria: curvas, superfícies, volumes;
●
Fotometria: luz, cor, refletância;
●
Primitivas geométricas: linhas, triângulos,
quads, cubos, cilíndros, esferas;
ELEMENTOS DE MODELAGEM
●
Material: propriedades que determinam a
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com a luz que incide nela;
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●
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Modelos que descrevem como as coisas se
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●
Mudança temporal em:
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b) Câmera – posição, direção e foco;
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●
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GRÁFICA
●
Design – Computer Aided Design (CAD)
consiste no uso de programas que auxiliem em
projetos de engenharia, mecânica, eletrônica,
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simular as condições de fabricação de uma peça;
●
Efeitos especiais (SFX ou FX) – cinema, TV,
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REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
●
David J. Eck. Introduction to Computer Graphics. 2018.
disponível em: http://math.hws.edu/graphicsbook/ acesso em:
18 de fevereiro de 2019.
●
Frédo Durand. A Short Introduction to Computer Graphics.
MIT Laboratory for Computer Science. disponível em:
http://people.csail.mit.edu/fredo/Depiction/1_Introduction/revie
wGraphics.pdf acesso em: 18 de fevereiro de 2019.

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Computação Gráfica

  • 1. PÓS-GRADUAÇÃO EM GRÁFICA DIGITAL COMPUTAÇÃO GRÁFICA Prof. Dr. Carlos A. P. Campani
  • 2. O QUE É COMPUTAÇÃO GRÁFICA? ● “Computação Gráfica” refere-se a tudo envolvendo a criação e manipulação de imagens e animações em computador; ● Aplicações da computação gráfica cobrem cinema, propaganda, jogos, medicina, etc.
  • 3. O QUE É COMPUTAÇÃO GRÁFICA?
  • 4. O QUE É IMAGEM? ● Distribuição de energia luminosa em um “filme” bidimensional (2D); ● Como representar uma imagem? Por meio de uma matriz de pixels (x,y).
  • 5. PIXEL Representa um ponto na tela do computador.
  • 7. PIXEL Representação como uma matriz de zeros e uns
  • 8. GRAYSCALE E COR ● Grayscale (escala de cinza) – cada pixel é representado por uma intensidade de preto; ● Cor – cada pixel possui uma cor representada em 24 bits (truecolor) no sistema RGB (1 byte para cada cor fundamental) – 224 = 16 milhões de cores.
  • 9. RGB RGB é a abreviatura do sistema de cores aditivas formado por: vermelho (Red); verde (Green); e azul (Blue) – aplicado às cores da tela do computador.
  • 10. GRAYSCALE ● Cada pixel é uma amostra de um espaço de cores com variação apenas na intensidade; ● Usualmente tons de cinza, variando entre o preto e o branco.
  • 11. RESOLUÇÃO DE VÍDEO VGA 640x480 4:3 SVGA 800x600 4:3 XGA 1024x768 4:3 WXGA 1366x768 16:9 Full HD/1080p 1920x1080 16:9 4K Ultra HD/2160p 3840x2160 16:9
  • 12. RESOLUÇÃO DE VÍDEO ● 640x480 = 307.200 pixels; ● 800x600 = 480.000 pixels; ● 1024x768 = 786.432 pixels; ● 1920x1080 = 2.073.600 pixels.
  • 14. O PROBLEMA DO ANTI- ALIASING Devido ao fato da matriz de pixels da tela ser discreta, surge o problema do anti-aliasing.
  • 15. O PROBLEMA DO ANTI- ALIASING
  • 16. HARDWARE: PLACAS ACELERADORAS DE GRÁFICOS ● Conjunto de chips projetado para executar operações matemáticas necessárias para apresentar gráficos e animações na tela do computador, particularmente gráficos 3D; ● Dispositivo que faz operações matemáticas e matriciais com grande velocidade, usadas para transformar modelos matemáticos tridimensionais em uma imagem na tela do computador; ● Indispensável para jogos e programas com gráficos 3D.
  • 17. GPU ● A Unidade de Processamento Gráfico (Graphics Processing Unit, GPU) é o coração de uma placa aceleradora de gráficos; ● Circuito eletrônico especializado projetado para acelerar a renderização de imagens; ● Usa um conjunto massivo de processadores desenvolvidos para executar operações matemáticas e matriciais em grande velocidade.
  • 19. REPRESENTANDO IMAGENS NO COMPUTADOR ● RASTER – imagem é representada em um arquivo como uma matriz de pontos; ● VETORIAL – imagem é representada em um arquivo como uma lista das estruturas geométricas que contém.
  • 23. FORMATOS VETORIAIS SVG (Scalable Vector Graphics); DXF (AutoCAD); CDR (CorelDraw)
  • 24. GRÁFICOS 3D Fonte: Computer Desktop Encyclopedia url: https://www.computerlanguage.com/results.php?definition=computer+graphics
  • 25. MODELAGEM 3D Modelagem 3D é o processo de desenvolver uma representação matemática das superfícies de um objeto em três dimensões por meio de um software especializado. O resultado final deste processo é chamada de modelo 3D.
  • 26. ELEMENTOS DE MODELAGEM ● Geometria: curvas, superfícies, volumes; ● Fotometria: luz, cor, refletância; ● Primitivas geométricas: linhas, triângulos, quads, cubos, cilíndros, esferas;
  • 27. ELEMENTOS DE MODELAGEM ● Material: propriedades que determinam a aparência visual intrínseca da superfície de um objeto, determinando como a superfície interaje com a luz que incide nela; ● Textura: forma de variar as propriedades de material de um ponto a outro da superfície;
  • 28. ELEMENTOS DE MODELAGEM ● Iluminação: fontes de luz na cena, cada uma com cor, intensidade, posição e direção; ● Renderização: transformação de uma cena 3D em uma imagem 2D, por meio de projeção considerando uma posição chamada câmera; ● Rasterização: atribuição de cores aos pixels individuais na imagem 2D.
  • 29. ANIMAÇÃO ● Modelos que descrevem como as coisas se movem; ● Mudança temporal em: a) Objetos – posição, orientação, tamanho, formato e cor; b) Câmera – posição, direção e foco; c) Iluminação – posição, direção, cor e brilho.
  • 30. TIPOS, TÉCNICAS E PRINCÍPIOS DE ANIMAÇÃO ● Tipos de animação: animação tradicional, animação vetorial, gráficos em movimento (motion graphics), stop motion e claymation, animação 3D em computador; ● Técnicas de animação: flip book, rotoscoping, desenho sobre filme, cell animation, keyframe, motion blur, animação limitada, stop motion, animação vetorial (flash); ● 12 Princípios da animação de Frank Thomas e Ollie Johnston.
  • 31. ANIMAÇÃO 3D EM COMPUTADOR Uso de técnicas para animar modelos 3D.
  • 32. ANIMAÇÃO 3D: ASPECTOS REQUERIDOS 1. Descrição estática dos objetos em cena; 2. Informações sobre o movimento que o objeto deve executar.
  • 33. APLICAÇÕES DE COMPUTAÇÃO GRÁFICA ● Design – Computer Aided Design (CAD) consiste no uso de programas que auxiliem em projetos de engenharia, mecânica, eletrônica, arquitetura, geologia... podendo, eventualmente, simular as condições de fabricação de uma peça; ● Efeitos especiais (SFX ou FX) – cinema, TV, propaganda (pós-produção);
  • 34. APLICAÇÕES DE COMPUTAÇÃO GRÁFICA ● Jogos – desenvolvimento de modelos, personagens, animação, mecanismo (engine), áudio e efeitos especiais; ● Visualização em ciência e negócios – técnicas para criar imagens, animações ou diagramas para comunicar uma informação; ● Interação humano-computador – foca no design de interfaces humano-computador;
  • 35. APLICAÇÕES DE COMPUTAÇÃO GRÁFICA ● Escaneamento 3D (fotogrametria) – escaneamento de objetos ou cenários para converter em modelos digitais; ● Captura de movimento (MOCAP) – conversão do movimento para forma digital;
  • 36. APLICAÇÕES DE COMPUTAÇÃO GRÁFICA ● Realidade virtual – simulação 3D gerada por computador que simula a realidade da melhor maneira possível; ● Ambientes virtuais (mundos virtuais) – ambientes 3D interativos e imersivos.
  • 37. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ● David J. Eck. Introduction to Computer Graphics. 2018. disponível em: http://math.hws.edu/graphicsbook/ acesso em: 18 de fevereiro de 2019. ● Frédo Durand. A Short Introduction to Computer Graphics. MIT Laboratory for Computer Science. disponível em: http://people.csail.mit.edu/fredo/Depiction/1_Introduction/revie wGraphics.pdf acesso em: 18 de fevereiro de 2019.