Aula 1
–
Introdução à Computação Gráfica
Prof. Leandro da Silva Taddeo
Introdução à C.G.
Definição
2

Ferramenta não convencional que permite ao
artista transcender das técnicas tradicionais de
desenho ou modelagem
 Imagens
são geradas mais facilmente através de
software
 Proporciona um maior poder de abstração, ajudando
na criação de imagens complexas e em muitos casos
não imaginadas
 O artista precisa ter apenas a idéia e deixar a parte
complexa por conta da máquina
 Ex:
simulação de sombras
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Definição
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
Segundo a ISO:
“Computação gráfica é um conjunto de
ferramentas e técnicas para converter dados
para ou de um dispositivo gráfico através do
computador”
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Definição
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
Matemática X Natureza
Fractais
Introdução à C.G.
Definição
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
Matemática X Natureza
Introdução à C.G.
Origens da C.G.
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
Década de 50:
 1950
 Whirlwind



– MIT
Finalidade acadêmica
Informações de radar em imagens
Tubo de raios catódicos (CRT)
 1959
 Surge
o termo “Computer Graphics”
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Origens da C.G.
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
Década de 60:
 1962
 Ivan
Sutherland publica a tese Sketchpad – A Man-Machine
Graphical Communication System

Técnicas de interação que usavam o teclado e a caneta ótica
para desenhar, apontar e escolher alternativas
 1965
A
GM desenvolve o precursor dos programas de CAD
(Computer Aided Design)
 No final da década de 60 praticamente toda a indústria
automobilística e aeroespacial utilizava softwares de CAD
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Origens da C.G.
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
Década de 70:
 Desenvolvimento
de algoritmos utilizados até hoje
 z-buffer
 Atari
(jogo Pong)
 Barateamento das máquinas levou ao aparecimento do
primeiro computador com interface visual
 Reconhecimento da C.G. como área
da Computação
 Aparecimento de congressos (SIGGRAPH)
e livros (fractais)
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Origens da C.G.
9

Década de 80:
 Publicação
 Uso

de imagem de erupção vulcânica no espaço
de técnicas para melhorar imagens
Redução de ruídos, melhoria de contraste, etc
 Surgimento
 Aproximar
 Simulação
 “Cabeça
de técnicas de iluminação como ray-tracing
imagens reais às dos computadores
de expressões faciais
falante”
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Origens da C.G.
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
Década de 90:
 Amadurecimento
da C.G.
 Filmes com perfeição de fotorealismo
 Jurassic
Park (movimentos dos dinossauros)
 Exterminador do Futuro 2 (personagem computadorizado)
 Toy Story (primeiro longa 3D)
 Surgimento

do Open GL e placas gráficas
2000 em diante
 Shrek,
Final Fantasy, Matrix Reloaded
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Divisões
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
A Computação Gráfica atualmente engloba pelo
menos 3 divisões:
 Síntese
de Imagens
 Processamento de Imagens
 Análise de Imagens
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Divisões
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
Síntese de Imagens:
 Considera
 Cria
a criação sintética das imagens
as representações visuais de objetos a partir das
especificações geométricas e visuais de seus componentes
vértices,
conexões,
texturas,
etc
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Divisões
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
Processamento de Imagens:
 Considera
o processamento das imagens na forma
digital e suas transformações, por exemplo, para
melhorar ou realçar suas características visuais
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Divisões
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
Análise de Imagens:
 Considera
as imagens digitais e as analisa para
obtenção de características desejadas
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Divisões
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
Em Resumo:
Processamento
de Imagens
Processamento
de Dados
Análise de Imagens
Síntese de Imagens
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Sub-Áreas
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
A Computação Gráfica possui 3 sub-áreas
principais:
 Modelagem
geométrica
 Síntese de imagens realistas
 Animação por computador
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Representações Gráficas
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Gráficos Vetoriais

Representados por coleções
de objetos geométricos





Pontos
Retas
Curvas
Planos
Polígonos
Gráficos Matriciais


Amostragem em grades
retangulares
Tipicamente, imagens digitais



Matrizes de “pixels”
Cada pixel representa uma cor
Dados volumétricos


Imagens médicas
Cada pixel representa
densidade ou intensidade de
algum campo
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Representações Vetoriais
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
Permitem uma série de operações sem (quase) perda
de precisão


Transformações lineares
Por que “quase”? Estruturas de dados utilizam pontos e
vetores cujas coordenadas são números reais

É necessário usar aproximações



Representação em ponto-flutuante
Complexidade de processamento = O (nº vértices)
Exibição
Dispositivos vetoriais
 Dispositivos matriciais (requer amostragem, i.e.,
rasterização)

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Representações Matriciais
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


Representação flexível e muito comum
Complexidade de processamento = O (no de pixels)
Muitas operações implicam em perda de precisão
(reamostragem)
Ex.: rotação, escala
 Técnicas para lidar com o problema



Ex.: técnicas anti-serrilhado (anti-aliasing)
Exibição
Dispositivos matriciais
 Dispositivos vetoriais (requer uso de técnicas de
reconhecimento de padrões)

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Dispositivos Gráficos
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
Vetoriais
 Trabalham
com informações geométricas definidas por
suas coordenadas espaciais, tais como pontos e linhas
 Ex: mouse (entrada), plotter (saída)

Matriciais
 Trabalham
com informações de cor associadas à uma
região do espaço
 Ex: scanner, monitor