16/05/2012
Sistemas e Aplicações
M lti ídi
Multimídia
• Terceira Dimensão
Prof. Rodrigo Rocha
[email protected]
http://www.bolinhabolinha.com
Computação Gráfica Tridimensional
Modelagens tridimensionais: Consiste na
construção de uma base de dados que contém a
descrição geométrica da cena.
•Os formatos de arquivos mais tradicionais são:
•DXF – Padrão tridimensional do AutoCAD
•IGES – Padrão CAD, independente de
f bi
fabricante.
t
•3DS – Formato binário do Autodesk 3D Studio.
•VRML – Realidade virtual na Internet.
2
1
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional
Cenas tridimensionais: Podem utilizar o mesmo
conceito das figuras bidimensionais, mas com
transformações lineares tridimensionais.
A rotação tem como referência uma reta que serve
de eixo.
3
Computação Gráfica Tridimensional
Superfície poligonal: Os modelos tridimensionais
comuns tem base em malhas poligonais, ou seja
coleções de polígonos adjacentes formados por:
•Vértices: pontos no espaço tridimensional.
•Arestas: segmentos de reta que unem vértices.
•Faces: polígonos delimitados por arestas.
•Normais: Direções perpendiculares as faces.
aresta
vértice
4
face
normal
2
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional
Superfície poligonal: Os normais são muito
importantes na síntese tridimensional pois entram
nos cálculos dos modelos de iluminação.
A quantidade de polígonos de uma cena mede a
complexidade de uma cena, seu tempo de
elaboração e o desempenho de sistemas gráficos
Normal
Vértice
Aresta
Face
5
Computação Gráfica Tridimensional
Superfície Curvas: Os cálculos efetuados sobre
curvas são mais complexos, mas sua representação
é preferida nos seguintes aspectos:
•Adaptar a resolução poligonal à resolução da
tela, assim pequenas área podem ser convertidas
em malhas grosseiras.
•Em
Em aplicações CAD
CAD, as curvas preservam a
geometria exata (casos de fabricação).
•Processamento mais eficiente em modelos
poligonais muito grandes por ser mais compacta.
6
3
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional
Câmeras virtuais: São a relação entre a cena
descrita pela base de dados, criadas pela
modelagem, e a figura que efetivamente é vista.
•A projeção é obtidas por retas, denominados
projetores, que passam por cada pondo da cena.
•Os dois principais tipos de projeções são:
•Projeções
P j õ paralelas
l l
•Projeções em perspectiva.
7
Computação Gráfica Tridimensional
Câmeras virtuais:
•Projeções paralelas:
•Os projetores são retas paralelas, aplicadas
mais a desenhos técnicos
•Permitem visualizar fielmente as dimensões e
ângulos do objeto original
Projetora
Direção de
projeção
8
Projeção
4
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional
Câmeras virtuais:
•Projeções em perspectiva:
•Os projetores são retas que emanam de um
único ponto, o centro de projeção (Câmera).
•Correspondem ao funcionamento do olho
humano e o objetivo principal é o realismo.
Projetora
9
Projeção
Computação Gráfica Tridimensional
Realidade virtual: É um ambiente artificial oferecido
pelo computador, apresentado a um usuário de
forma que se assemelhe o máximo possível com um
ambiente real.
Combinam modelos tridimensionais, animação e
sons com e tecnologias avançadas de dispositivos
gráficos de entrada e saída para aperfeiçoar a ilusão
de realidade.
10
5
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional
Realidade Virtual: Os sistemas mais avançados são
imersivos, e envolvem completamente a visão,
audição e possivelmente o tato.
Utilizam equipamentos como:
•Óculos especiais com monitores gráficos
miniaturizados.
•Dispositivos
Dispositivos que monitoras as ações do usuário,
usuário
como óculos, capacete.
•Sensores de tato como luva e trajes, com
feedback de força para ilusão de solidez.
11
Computação Gráfica Tridimensional
VRML: É uma linguagem textual que descreve a
geometria e outros parâmetros necessários para a
elaboração de cenas tridimensionais na WEB.
Os visualizadores normalmente são instalados como
plug-ins nos navegadores.
12
6
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional - VRML
VRML:
•As
As cenas são compostas por nodos,
nodos que
descrevem os objetos e as propriedades.
•Cada tipo de nodo (type) contém campos (fields),
eventos (events) e pode se comunicar (routes)
com outro nodos.
•São
Sã exemplos
l d
de nodos:
d
E
Esfera,
f
cubo,
b lluz, som,
coordenadas, extrusão, colisão...
13
Computação Gráfica Tridimensional - VRML
•Cada nodo apresenta as características:
•Tipo:
Tipo: Box,
Box Color,
Color Group,
Group Sphere,
Sphere Sound,
Sound etc,
etc
•Atributos: que diferem um nodo de outro.
•Eventos: Recebem e enviam alterações no seu
estado (ou alteram o estado de outros).
•Implementação:
p
ç
Define os eventos g
gerados,
como reage a eventos que recebe e a suas
características visuais no mundo virtual.
•Nome: para fazer referência a uma instância
específica.
14
7
16/05/2012
Computação Gráfica Tridimensional - VRML
•Os nodos do tipo “Shape” são básicos para a
construção dos objetos.
Eles associam os nodos geométricos aos nodos que
definem a característica visuais dos objetos.
Por exemplo:
Shape
{
•geometry cone = objeto.
•appearance Appearance = aparência.
•material Material = Material.
}
15
#VRML V2.0 utf8
Shape
#header para o browser
#tipo básico
{
geometry Cone
#cone
{
b tt R di 2
bottomRadius
height 4
side TRUE
bottom TRUE
#raio
#
i d
do ffundo
d
#altura
#lateral (TRUE = visível)
#fundo (TRUE = visível)
}
appearance Appearance
#tipo aparência
{
material Material
#tipo material
{
diffuseColor 1 0 0
#cor r g b
}
} }
Cone
16
8
16/05/2012
#VRML V2.0 utf8
Shape
{
geometry Cylinder
#cilindro
{
radius
di 2
height 4
side TRUE
top TRUE
bottom TRUE
#raio
#
i
#altura
#lateral
#tampa
#fundo
}
appearance Appearance {
material Material{diffuseColor 1 0
0.5
50
0.3}
3} }
}
Cilindro
17
#VRML V2.0 utf8
Shape
{
geometry Sphere
#esfera
{
radius
di 2
# i
#raio
}
appearance Appearance {
material Material{diffuseColor 0 1 0 } }
}
Esfera
18
9
16/05/2012
#VRML V2.0 utf8
Viewpoint { position 0 0 10
#xyz}
NavigationInfo { type
"EXAMINE" }
Shape
{
geometry Box
#cubo
{
size 2 2 2
#base, altura, largura
}
appearance Appearance {
material Material{diffuseColor 0 1 0 } }
}
Cubo
19
#VRML V2.0 utf8
Shape
{
geometry Text
{
string
t i "VRML"
fontStyle FontStyle
{
size 2.5
family "TYPEWRITER"
style "ITALIC"
}
}
appearance Appearance
A
{
material Material{diffuseColor 1 1 0 } }
}
Texto
20
10
16/05/2012
#VRML V2.0 utf8
Viewpoint { position 0 0 10 }
Shape{
appearance Appearance { material Material{}}
geometry ElevationGrid
{
xDimension
4
xSpacing
2.1
zDimension
5
zSpacing
2.0
height
[0, 0, 0.2, 0,
0, 0.8, 0.4, 0.2
0, 1, 0.6, 0.4
0 0
0,
0.8,
8 0
0, -0.4
-0 4
0, 0, 0, 0 ]
# 4 colunas
# 5 linhas de 0 a 4
# linha 0
# linha 1
# linha 2
# linha 3
# linha 4
}}
Grid Elev.
21
#VRML V2.0 utf8
Transform{
children[
#primeiro filho
Shape{
geometry Sphere { radius 2 }
appearance Appearance {material Material{diffuseColor 1 0 0 }}
}] }
Transform{
# segundo filho
translation -5 0 0
rotation 1 1 1 0.8
# x y z graus em radianos
children[
Sh
Shape{
{
geometry Box {}
appearance Appearance{material Material{diffuseColor 0 0 1 }}
}]}
filhos
22
11
16/05/2012
#VRML V2.0 utf8
DEF Objeto Transform {
children [
Shape
{
geometry Box {}
appearance Appearance {material Material {diffuseColor 1 0 0}}
}
DEF Clicker TouchSensor {} #detecta o click do mouse
DEF TimeSource TimeSensor { cycleInterval 2.0 } #tempo 2 segundos.
DEF Animation OrientationInterpolator { # Animação
key
[ 0,
.33,
.66,
1.0 ]
keyValue
y
[ 0 1 0 0,, 0 1 0 2.1,, 0 1 0 4.2,, 0 1 0 0 ]
}
]
Animação
Animação 2
}
Animação 3
ROUTE Clicker.touchTime TO TimeSource.startTime
ROUTE TimeSource.fraction_changed TO Animation.set_fraction
ROUTE Animation.value_changed TO Objeto.rotation
23
Atividades:
1 – O que são modelagens tridimensionais? Quais os principais formatos de
arquivos?
2 – No que são baseados e como são formados os modelos tridimensionais mais
utilizados? Descreva-os.
3 – O que pode ser mensurado pela quantidade de polígonos de uma cena?
4 – O que são câmeras virtuais?
5 – Descreva as projeções paralelas e as projeções em perspectiva.
6 – Elabore um modelo VRML com texto e 3 figuras distintas.
24
12
16/05/2012
Bibliografia

Livro texto
• 1) PAULA FILHO, Wilson de Padua. Multimídia :
Conceitos e Aplicações. 1ª ed. Rio de Janeiro: LTC,
2011.
2011
• 2) Material prof. Ivair Teixeira
13