Computação Gráfica III

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Últimas ocorrências : 2001/2 - 2002/1 - 2003/1 - 2004/1


HORÁRIO:

terças e quintas das 11 às 13 horas - sala 234 ( Bloco D )

  1. Classificação e Aplicações. Processamento, análise , síntese de imagens e visão de máquina.Hardware para CG e CV.Dispositivos de entrada , saida e iterativos.

  2. Primitivas Gráficas. (bitmaps). Clipping. Aliasing-Antialising.Formato Matricial x Vetorial. Resolução espacial e profundidade de cores. Hierarquia. Projeto de Dialogo e Interação com o usuario. Importancia de elementos visuais (Linguagens visuais) .

  3. Curvas 2d e 3d. Gerações de curvas por: Hermite , Bezier , Splines, B-Splines . Interpolação de curvas: por Polinomios de Lagrange, por Mininos Quadrados, por Splines (ou Catmull-Rom Splines) . Caracteristicas, vantagens e desvantagens das diversas formas. Exemplo de listagens de programas de geração de curvas.

  4. Superficies. Solidos. Estruturas de Armazenamento. Modelagem de Solidos. CSG.

  5. Transformações em 2D e 3D. Mudança de escalas, rotações e translações. Troca de sistemas de Coordenadas. Projecoes e Perspectivas. Mapeamentos. Combinação de transformações:

  6. Hidden Lines e Surfaces. Z-Buffer. Realismo Visual.Modelos de Iluminação: modelos simplificados de CG (Phong), modelos com bases fisicas. BRDF(Funcoes Bidirecionais de Distribuicao de Reflectancia): modelos de He-Torrance(1991)- Westin-Torrance(1992)-Tecnicas de representação.Ray-Tracing.Texturas. Reflexao. Radiosidade . Hiper-realismo .

  7. Animações: de Corpo Rigido, Estruturas Articuladas,Warping e Morphing, Script/Avatar, Facial. Hierarquias(click para ver exemplo de)

  8. Comp. Graf. distribuida, em paralelo e na WWW. Formatos de Armazenamento de Imagens e Som.

  9. Cores em vídeo e printers. Sistemas de cores aditivas: RGB, HSV, HLS, YIQ , XYZ, Oponentes. Sistemas de cores subtrativas: CMY, CMYK, CIE-Lab. Transformacoes entre Espacos de Cores . Porque para o ser humano cores tem 3 elementos.Como percebemos cores .Teorias da Percepção .

  10. OpenGL Bibliotecas e demos. 7 pontos básicos.


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Referências Bibliográficas:

  • E. Azevedo, A. Conci, Computação Gráfica: teoria e prática, Campus ; 2003 - Rio de Janeiro, 384 pág. Cód C212523 . ISBN 85-352-1252-3. adotado no curso!!!
  • Alan H. Watt, Fabio Policarpo - The Computer Image , Addison-Wesley Pub Co (Net); 1998- ISBN: 0201422980 , referencia na biblioteca do CTC: 006.6 W344 :AMAZON - adotado no curso!!!
  • Alan H. Watt, Fabio Policarpo - 3D Games - Real-time Rendering and Software Techonology, Addison-Wesley Pub Co (Net); 2001- ISBN: 0201 -61921-0, :AMAZON - indicado para o curs cap 1 a 12
  • J.D.Foley,A.van Dam,S.K.Feiner,J.F.Hughes. Computer Graphics- Principles and Practice, Addison-Wesley,1990.ISBN:0-201-12110-7 BCTC/UFF
  • Vera B. Anand, Computer Graphics and Geometric Modeling, John-Wiley,1993. BCTC/UFF - 006.6 A533 1993
  • G. Farin, D. Hansford, The Geometric TollBox for Graphics and Modeling, A.K. Peters,1998. ISBN 1-56881-074-1, BCTC/UFF - 006.6 F225 1998
  • G. Farin, Curves and Surfaces for CAGD a Practical Guide, Academic Press, 1997. ISBN 0-12- 249054-1, BCTC/UFF - 006.6 F225 1997
  • C.M. Hoffmann. Geometric and Solid Modeling: an introduction, MorganKaufmann,1989. ISBN 1-55860-067-1, BCTC/UFF - 006.6 H711 1989
  • Allan Watt - 3D Computer Graphics - Addison-Wesley Pub Co; ISBN: 0201398559 - 3rd edition, 2000.
  • R.A. Earnshaw and N. Wiseman - An Introduction Guide to Scientific Visualization, Springer Verlag, Berlin, 1992
  • John Corrigan - Computer Graphics- Secrets &Solutions, Sybex, 1994
  • E. Tufte - Envisioning Information, Connecticut, Cheschire, 1990
  • R. Balakrishnan, A textbook of Graph Theory, Universitext, ISBN 0-387-98859-9, 1999, US$ 60,00
  • V.F. Kolchin, Random Graph, Cambridgr Press, 1998, ISBN 0-521-44081-5.
  • N.M. Thalmann and D. Thalmann, Computer Animation, theory and practice,Springer Verlag,1990,2nd Ed.ISBN 4-431-70051, BCTC/UFF 006.6 96 T 365 1990
  • Allan Watt and Mark Watt, Advanced Animation and Rendering Techniques: Theory and Practice- Addison-Wesley Pub Co; BCTC/UFF - 006.6 W 344 C 1992- ISBN: 0-201-54412-1(1994).
  • Marc Berger , Computer Graphics with Pascal - Benjamin Cumming Pub. Co.; BCTC/UFF - 005.133 B496 C 1986- ISBN: 0-8053-0790-7.
  • Oliver Faugeras , Three-Dimension Computer Vision - MIT Press; BCTC/UFF - 006.37 F259 1993- ISBN: 0-262-06158-9.
  • Modelos de Iluminação com bases fisicas: BRDF


        Bib. Auxiliar e Ferramentas para Construir seus Programas:
        • Coordenadas Homogeneas, Transformações, Projeções,Perspectivas, Areas e Volumes texto em eps - (3391 Kb) 14 pp. ou o mesmo texto em pdf - (248 Kb) 17 pp.
        • Detalhes de HTML: em portugues e em Ingles , HTMLPrimer e Guide HTML e W3C .
        • Documentos para JavaScript: no Netscape , e no Explorer .
        • download do GhostScript. - para ver os textos acima.
        • OpenGL em 5 minutos: Bibliotecas e demos. 7 pontos básicos.
        • SGI 's OpenGL Optimizer - http://www.sgi.com/software/optimizer
        • SGI 's OpenGL Optimizer - white paper: http://www.sgi.com/software/optimizer/whitepaper.html
        • Um bom tutorial de OpenGL ... lá existem exemplos simples para iniciantes: http://www.ingleza.com.br/opengl/
        • Esse site que não fala somente de OpenGL...: http://www.unidev.com.br/
        • VRML - Virtual Reality Modeling Language: http://www.web3d.org/
        • MS Direct3D : http://www.microsoft.com/dirextx/dxm/help/d3drm/
        • Java3D: http://java.sun.com/products/java-media/3D
        • Para Cenarios- RMScenegraph: http://www.revis.com/RMSceneGraph
        • Openscenegraph - http://www.openscenegraph.org
        • texturas
        • Ray Tracing News Guide
        • BRDF

        • Cursos de outras universidades:


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          Grupos na area de Animacao:
          • Univ. Pennsylvania - Centre for Human Modelling and Simulation
          • Swiss Federal Institute of technology -Computer Graphics Lab
          • Univ. Toronto- Dynamic Graphics Project.
          • Univ. Georgia - Graphics, Visualisation and Usability Center
          • New York Univ. -IMPROV project
          • Univ. California- Inst. Creative Technologies
          • Univ. Manchester- Manchester Visualization Centre
          • Univ. Geneve- MIRALab
          • Univ. Caenegie-Melon-Oz project
          • Iniv. Calif. Santa Cruz- Perceptual Science Lab
          • Microsoft Research. C. Persona Project
          • MIT Media LAb. - Synthetic Characters Group
          • Uni. Stanford - Virtual Theatre proj.

              Trabalhos 2004:

            • Primeiro Trabalho

              ( entrega: 13/04/2004 )

              No CD, que acompanha nosso livro texto, existe uma pasta (Slides) com todas as transparências correspondentes aos capítulos a serem estudados. Este trabalho se refere as transparências relativas ao capítulo 1, que se encontram no arquivo: "Capitulo I - Visao Geral.pdf", mais especificamente a página 11 desse arquivo cujo título é: "Percepção Tridimensional".
              Esta página, das transparências, apresenta os itens que são comentados na seção 1.5 do livro texto, mas repare que no "slide" não há qualquer definição ou ilustração, apenas o título dos itens.
              O primeiro trabalho do curso é exatamente esse: expandir e completar esse "slide".
              Descrevendo melhor este trabalho: após ler o "capítulo 1" e especialmente entender bem a "seção 1.5", "explique" o significado de cada linha do slide em detalhes e com ilustrações (já que, como dizem, uma imagem vale por mil palavras !).


            • Segundo Trabalho

              ( entrega: 20/04/2004 )

              Usando a idéia do "Primeiro Programa" do nosso livro texto e a linguagem que você quiser, tente fazer um programa simples que mostre na tela com algumas linhas algo em wire-frame. Por enquanto é qualquer coisa que você queira. Nosso objetivo nesse trabalho é só iniciar a utilização do OpenGl na sua linguagem de preferência .
              Entregar: (1) um print screen com o desenho, (2) algumas linhas falando das dificuldades que voce teve e como as solucionou e (3) a listagem do programa.
              A propósito a biblioteca glut.lib, que é mencionada na página 27, mudou para: http://www.opengl.org/resources/libraries/glut.html


            • Terceiro Trabalho

              (entrega: 04/05/2004 )

              No CD, que acompanha nosso livro texto, existe uma pasta "Exercicio" com sugestões de exercicios para cada capítulo a ser estudado. Para este trabalho responda por escrito os correspondentes ao capítulo 2.


            • Quarto Trabalho

              (entrega: 10/06/2004 )

              Implementação de curvas 2D:

              Fazer um programa que gere curvas a partir de pontos de controle fornecidos interativamente pelo usuario. Cada programa deve gerar uma das curvas apresentadas no livro texto (não repitam as curvas). Pode ser feito em grupo com até 4 participantes. Mas nenhum grupo pode usar a mesma equação de geração da curva. Combinem com a professora qual das curvas seu grupo escolheu:
              1 - Hermite: p. 86
              2 - Bezier 3 com pontos de controle: p. 90
              3 - Bezier 4 com pontos de controle: p. 91
              4 - B-Spline cubica: p. 97
              5 - Catmull-Rom Spline: p.98
              6 - Interpolaçãoes lineares por Splines periódicas: p.96
              7 - Interpolaçãoes quadráticas por Splines periódicas: p.96
              8 - Interpolaçãoes cúbicas por Splines periódicas uniformes: p.97

            • Quinto Trabalho

              (entrega: 20/07/2004 )

              Implementação de cores e animação:

              Fazer um programa que gere animações (que não sejam apenas rotações como a primeira da tabela abaixo, mas podem ser semelhantes as demais da tabela ) dos espaços de cores HSV (p. 197), HSL (p. 198) , da forma que representa as cores visíveis descritas em termos da base XYZ (p. 203), do espaço de cores oponentes (p. 199-200) ou demais modelos comentados no livro texto (Munsell, Ostwald, YIQ,YUV, YCrCb, Luv, Lab, etc). Cada programa deve gerar o modelo do escolhido como descrito no livro texto (não repitam os espaços ou as formas de animação). Pode ser feito em grupo com até 4 participantes. Mas nenhum grupo pode usar a mesma forma de animação. Combinem com a professora os espaços a serem usados. Ao fazer os modelos a animação a ser executada voce estará "amarrando" e definindo o número de objetos que voce terá na cena, sua estrutura hierarquica e seus movimentos.

              Espaço de Cores RGB/CMY:
              Girando em torno do eixo de cinzas:BW
              Repartindo-se em torno do eixo BW
              Repare a variação de tons de cinza que aparece ao lungo do eixo interno.
              Dividindo-se em planos paralelos aos limites
              Repare a variação de tons e as transformações das cores.


            Atenção !!!
            PALESTRA: Ray Tracing...
            20/07
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