A terceira dimensão
A terceira dimensão
 Modelagem tridimensional
 Elaboração tridimensional
 Realidade virtual
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Modelagem tridimensional
 Métodos de representação
tridimensional:
 modelos geométricos;




superfícies poligonais;
superfícies curvas;
representações de varredura;
geometria sólida construtiva;.
 modelos procedimentais;
 modelos volumétricos.
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Formatos Tridimensionais
 DXF – AutoCAD
 IGES – Padrão tridimensional de CAD,
independente do fabricante.
 3DS - AutoDesk 3D Studio
 VRML – Realidade Virtual
Cenas tridimensionais podem usar os mesmos
conceitos de símbolos e hierarquias das
figuras bidimensionais, o que implica a
utilização de transformações lineares
tridimensionais.Estas, incluem, tal como no
caso bidimensional, a translação, a rotação, a
mudança de escala.
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Transformações tridimensionais
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Modelagem tridimensional
 Modelos geométricos:
 contêm informação da geometria de uma
cena: objetos, faces, arestas, vértices
 podem ser construídos com editores 3D
internos ou externos a um sistema de
animação 3D
 contêm informação adicional sobre a
natureza das superfícies (cor, material,
texturas etc).
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Modelagem tridimensional
 Superfícies poligonais:
 compostas por vértices (pontos no espaço
tridimensional), arestas(segmento de reta que
unem os vértices) e faces (polígono delimitados
por arestas);
 malhas poligonais: superfícies poligonais
abertas;
 poliedros: superfícies poligonais fechadas;
 normais: direções perpendiculares às faces.
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Modelagem tridimensional
 Malha poligonal
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Finalidade do Normal
 Entram no cálculo dos principais
modelos de iluminação
 São utilizadas para aproximações de
superfícies curva.
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Modelagem tridimensional
 Superfícies curvas:
 Superfícies cônicas
 Esferas, elipses, cilindros, cones etc
 Superfícies cúbicas
 Superfícies de Bézier (Eq. 3° grau)
10
Modelagem tridimensional
 Superfície cúbica:
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Modelagem tridimensional
 Geometria sólida construtiva:
 Essa técnica parte de sólidos elementares como
prismas, pirâmides, cones e cilindros.
 Estes sólidos podem ser deformados por
transformações lineares e combinados por
operações semelhantes às teorias de conjunto
como União, intercessão e diferença.
 uso conceitualmente fácil;
 nem sempre produz resultados esperados:
 Isto ocorre pelo fato, de que ela trabalha com
sólidos, enquanto os modelos poligonais e
curvos trabalha com superfícies.
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Modelagem tridimensional
 Operação de geometria sólida construtiva:
Um paralelepípedo
furado pode ser
representado pela
diferença entre um
paralelepípedo e
um cilindro.
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Modelagem tridimensional
 Representações de varredura:
 geradas por deslocamento de uma forma
2D ao longo de uma trajetória;
 deslocamento paralelo: extrusão;
 revolução em torno de um eixo:
superfícies de revolução.
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Modelagem tridimensional
 Exemplo de
extrusão:
 Superfície de
varredura:
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Modelagem tridimensional
 Modelos procedimentais:
 descrevem objetos de geometria muito
complexa;
 os objetos são descritos por algoritmos;
 adequados para imitar muitos
fenômenos naturais;
 o grau de detalhe pode ser controlado
para evitar tempos excessivos de
elaboração.
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Modelagem tridimensional
 Tipos de modelos procedimentais:
 fractais: relevo, hidrografia, formas
abstratas;
 graftais: plantas;
 sistemas de partículas: fogo, névoa,
vapores;
 modelos físicos: baseadas nas
propriedades físicas de objetos reais.
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Modelagem tridimensional
 Montanha fractal
18
Modelagem tridimensional
 Graftal em
forma de
samambaia
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Modelagem tridimensional
 Modelos volumétricos:
 descrevem tanto a superfície como o
interior dos objetos;
 o espaço é dividido em cubos
elementares com cor e transparência
individuais;
 adequados para a reconstituição de
objetos naturais: tomografias, sub-solos.
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Elaboração tridimensional
 Elementos da elaboração:
 modelos da cena, incluindo geometria e
materiais;
 câmeras e luzes;
 parâmetros da imagem: resolução,
canais, grau de foto-realismo.
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Modelo da Câmera Virtual
Plano Distante
Alvo da Câmera
Retângulo de Visualização
Plano Próximo
Abertura da
câmera
Posição da
câmera
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Elaboração tridimensional
 Modalidades de elaboração:
 elaboração em fio-de-arame: geração
de vistas da geometria, para fins de
modelagem( é possível visualizar todas
as arestas poligonais existentes no
volume de visualização);
 elaboração preliminar: geração de
imagens para avaliação;
 elaboração definitiva: geração de
imagens para pós-produção e gravação.
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Elaboração tridimensional
 Elaboração em fio de arame:
24
Elaboração tridimensional
 Elaboração preliminar:
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Elaboração tridimensional
 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.
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Modelos de Iluminação
 Coloração – especificação de cor
 Fontes de Luz
 Pontuais – emitem luz em todas as direções ,
lâmpadas incandescentes.
 Solares – semelhante as pontuais, mas que
emitem raios paralelos, por estarem situadas a
uma distância infinita – luz solar
 Direcionais – emite luz em determinada direção,
refletores, holofotes.
 Distribuídas – emitem luz a partir de uma área,
luz fluorescentes.
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Elaboração tridimensional
 Iluminação original:
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Elaboração tridimensional
 Iluminação reduzida:
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Elaboração tridimensional
 Iluminação de refletor:
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Elaboração tridimensional
 Coloração chapada:
Coloração variam
bruscamente
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Elaboração tridimensional
 Coloração de Gouraud:
Cria-se uma ilusão
de curvatura
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Elaboração tridimensional
 Coloração de Phong:
Representação mais
realista de reflexão
( pontos brilhantes)
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Elaboração tridimensional
 Comparação de técnicas de
elaboração :
Modelo
Qualidade Aplicação
Chapado Baixa
Pré-visualização, realce das facetas
Gouraud Média
Uso normal
Phong
Melhor reprodução dos pontos brilhantes
Alta
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Elaboração tridimensional
 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.
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Elaboração tridimensional
 Aplicação de textura:
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Elaboração tridimensional
 Aplicação de imagem:
37
Elaboração tridimensional
 Mapa de rugosidade:
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Elaboração tridimensional
 Sombras, reflexos e refrações:
 contribuem em muito para o realismo
aparente;
 A coloração das superfícies mais
próximas ao observador é misturada com
a coloração de superfícies posteriores,
para transmitir a sensação de superfície
feitas de material transparente.
 Ilusão apenas aproximada, pois não se
imita o efeito de refração.
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Elaboração tridimensional
 Cena com dois objetos:
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Elaboração tridimensional
 Transparência:
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Realidade virtual
 Realidade virtual:
 ambiente artificial apresentado a um
usuário de forma a que se assemelhe o
mais possível a um ambiente real;
 sistemas mais avançados são imersivos (
envolvem completamente a visão, a
audição e o tato(luvas e trajes com
sensores);
 sistemas para grupos: mundos virtuais;
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Realidade virtual
 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;
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Realidade virtual
 Sistemas imersivos:
 sensores de tato (dispositivos hápticos):
 luvas e trajes sensores;
 possivelmente com feedback de força para
dar ilusão de solidez.
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Realidade virtual
 VRML 2.0:
 primitivas gráficas(cubo,esfera,cone e cilindro);
 definição de materiais(propriedades de iluminação,
ambiente, difusa e especular, brilho e transparência)
 texturas;
 transformações de translação, rotação e mudança de
escala;
 instanciação de símbolos gráficos;
 definição de luzes;
 definição e posicionamento de câmeras;
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Realidade virtual
 Modelo exibido
em um
navegador:
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