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Computação Gráfica Daniela G. Trevisan [email protected] http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/dtrevisan/ Computação Gráfica • Jogos (Quake 4) Quake 4 By: Activision, Raven Software Genre: Sci-Fi First-Person Shooter Release Date: Oct 18, 2005 (more) Players: 1 Player; 16 Online (tech info) Computação Gráfica • Filmes (animação) AntZ DreamWorks/PDI (1998) Fonte: Computer Graphics World (ANTZ-PIRATION, Oct 98) The Incredibles Pixar e Disney (2004) Fonte: www.pixar.com Computação Gráfica • Filmes (animação) http://www.madagascar-themovie.com/ http://www.apple.com/trailers/dreamworks/madagascar/ Happy Feet Computação Gráfica • Filmes (efeitos especiais) Lord of the Rings To create the final image (below), the crew filmed foreground actors against a bluescreen background (at top right) and then composited them with CG warriors and a painted background. The image below right illustrates where CG warriors were placed for the Massive simulation. The CG warriors, each of whom acted individually, were assembled as they were rendered. Images copyright New Line Cinema Fonte: Computer Graphics World (The Fellowship of the Ring, Dec 2001) Computação Gráfica • Publicidade Computação Gráfica • Publicidade Conceito “Computação Gráfica” Conjunto de técnicas utilizadas para converter dados em elementos gráficos (ou seja, com forma e aparência), de modo a exibí-los em dispositivos gráficos Fundamentos de Computação Gráfica • Introdução – – – – – Conceito Classificação Histórico Aplicações Arquitetura de sistemas gráficos interativos Classificação (ISO) Computação Gráfica Processamento de Dados Dados Imagens Reconhecimento de padrões Processamento de Imagens Contexto geral do processamento gráfico Síntese de Imagens Modelagem Geométrica MODELO IMAGEM Análise de Imagens Processamento de Imagens Visão Computacional Síntese de Imagens Modelagem Geométrica MODELO IMAGEM Análise de Imagens Processamento de Imagens Exemplo (1/3) • Processamento de imagens Limiarização Detecção de bordas Exemplo (2/3) • Processamento de imagens e análise de imagens elo co d Mo étri om ge Segmentação Modelagem Computação Gráfica Síntese de Imagens Modelagem Geométrica MODELO IMAGEM Análise de Imagens Processamento de Imagens Exemplo (3/3) • Computação gráfica Visualização Representação Geométrica Medidas Transformações CG: Sub-Áreas • Modelagem (modeling) • Rendering • Animação CG: Áreas Correlatas opacity Interação Humano-Computador Visualização Realidade Virtual Robótica Visão computacional opacity • • • • • voxel values voxel values Arquitetura de Sistemas Gráficos Interativos Modelo Programa Aplicativo Sistema Gráfico Componentes • Hardware – Dispositivos de saída gráfica – Dispositivos de entrada gráfica • Software – Biblioteca gráfica – Base de dados gráficos – Funções da aplicação Hardware: Entrada Gráfica • Os dispositivos gráficos podem ser classificados quanto: – à finalidade:dispositivo de entrada ou de saída – ao formato dos dados:dispositivos matriciais ou vetoriais. • Matricial define uma classe de dispositivos em que os dados(pontos) são colhidos em conjunto e armazenados em forma de matrizes. • Vetorial denotam equipamentos através dos quais se pode colher dados(pontos) de forma isolada. • Exemplos – – – – Mouse Caneta Luminosa Scanner Mesa digitalizadora • Vetorial ou matricial?? Hardware: Saída Gráfica • Matricial designa dispositivos cuja geração de imagens dá-se pelo "acendimento" ou "apagamento" de pontos sobre uma matriz. • Dispositivos vetoriais de saída são aqueles em que as imagens são criadas através de comandos específicos para a geração de entidades como, por exemplo, retas e círculos. • Exemplos – Traçadores gráficos ou « plotters » – Impressoras a jato de tinta – Monitores de Video • Vetorial ou matricial?? Software: Pacotes Gráficos • Acionamento do sistema gráfico em alto nível de abstração – facilidade de programação – portabilidade – aceleração por hardware • Paradigma vetorial + matricial • Exemplo: OpenGL Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D glBegin(GL_TRIANGLES); glVertex3f(0.0,0.0,0.0); glVertex3f(1.0,0.0,0.0); glVertex3f(0.5,1.0,0.0); ... glEnd(); Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 1 3D Application or Game 3D API commands 4 2 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices 3 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 1 3D Application or Game 3D API commands 2 3D API: OpenGL or Direct 3D 123 4 4 Vertices 3 1 3 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D 123 4 Vertices 3 1 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices 231 4 3 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization 1’ Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices 313 4 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization 2’ 1’ Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices 13 4 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization 3’ 2’ 1’ Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 1’ 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D 4 2’ Vertices 13 4 3’ Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 1’ 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D 2’ Vertices 13 4 3’ Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices 34 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization 1’ Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices 4 Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization 3’ 1’ Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization 4’ 3’ 1’ Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Graphics Pipeline 3D Application or Game 3D API commands 3D API: OpenGL or Direct 3D Vertices Transformed Vertices Vertex Transformation Fragments Primitive Assembly and Rasterization Colored Fragments Fragment Texturing and Coloring Pixel Updates Raster Operations FB Pipeline genérico descrição geométrica transformações de modelagem e de visualização recorte contra volume de visualização projeção imagem exibição mapeamento para janela
