Universidade Federal de Minas Gerais
Instituto de Ciências Exatas
Departamento de Ciência da Computação

COMPUTAÇÃO GRÁFICA

Descrição Geral e Pré-requisitos

Computação gráfica é a disciplina da geração de imagens a partir de modelos. Dentro desse conceito abrangente, modelos podem ser desde objetos físicos, até outros dados, como por exemplo a pressão em um veio subterrâneo de petróleo ou velocidades de ar ao redor da asa de um avião, até outros objetos ainda mais abstratos, como sons. Esses modelos podem incluir ainda fontes de luz e outros aspectos globais de uma cena. E as imagens a serem geradas podem ser desde uma imagem fotorealística do objeto, até uma representação visual de uma música, ou uma caricatura da cena representada pelo modelo. Nesse universo amplo, a disciplina cobre os aspectos básicos desde as noções de geometria até os modelos de iluminação globais, passando pelas estratégias de modelagem de objetos desde pela representação de seus vértices e arestas até em modelos fractais. Como pré-requisitos dessa disciplina, o aluno deve ter conhecimento avançado de programação, em particular, programação em C. É necessário também noções de geometria analítica e de álgebra linear.

Tópicos abordados

Uma lista não exaustiva de tópicos a serem abordados durante a disciplina inclui:

• Fundamentos de Geometria: Coordenadas homegêneas, transformações afim, geometria projetiva.
• Modelagem: Modelagem pela representação de vértice, modelagens implícitas por equações paramétricas, curvas e superfícies de beziér, b-splines, NURBS, quad-trees e octrees. Modelos fractais.
• Renderização: definição de cenas, manipulações de câmera, rasterização de poligonos, recortes e visibilidade.
• Iluminação: modelos locais, phong e modelos globais ray-tracing e radiosidade.
• Representação de cores.
• Programação em OpenGL.

 Bibliografia

• Livro Texto: Donald Hearn and Pauline Baker, Conputer Graphics in OpenGL, 3rd Edition, Prentice Hall, 2003.
• James Foley, Andries Van Dam, Steven Feiner and John Hughes, Computer Graphics Principles and Practice in C, 2nd Edition, Addison-Wesley Professional, 1995.
• Tomas Akenine-Moller, Eric Haines and Naty Hoffman, Real Time Rendering, 3rd Edition, PK Peters, 2008.

Recursos

• Notas de aula do prof. David Mount.
• OpenGL RedBook
• OpenGL Utility Toolkit API

Programa

Trabalhos Práticos

Serão 3 trabalhos práticos individuais cobrindo aspectos diversos vistos em sala de aula e um trabalho em grupo que consistirá em produzir uma animação em algum ambiente proposto pelo grupo. Esse trabalho deverá ser desenvolvido em diversas missões ao longo do semestre e o resultado final será apresentado para os outros colegas na sala de aula no final do curso. Os 3 trabalhos individuais valem 15 pontos cada, e o trabalho final valerá 25 pontos, divididos ao longo das diversas missões que o compõe. Os enunciados dos trabalhos e das missões estarão disponibilizados abaixo ao longo de semestre.

• Trabalho prático 1- Gráficos em 2D
• Trabalho prático 2 - Gráficos em 3D
• Trabalho prático 3 - Iluminação por ray-tracing

• Missão 1 - Definição dos grupos e propostas de ambiente a ser simulado
• Missão 2 - Produzir um storybord da animação
• Missão 3 - ....
• Missão 4 - Quero ver os filmes... ;-)

Pontos extras serão dados nos trabalhos. Para cada um deles, eu vou apresentar sugestões de implementações além da funcionalidade obrigatória que poderam ser realizadas pelos pontos adicionais.

Avaliação

Além dos trabalhos práticos, haverão 2 provas escritas cujas datas estão especificadas no programa da disciplina. A primeira prova será mais técnica, cobrando conhecimento específico nos algoritmos apresentados em sala de aula. A segunda prova será mais conceitual, cobrando questões de mais alto nível. Essas provas valerão 15 pontos cada uma.

Notas parciais

• Graduação:
  • Apuração
  • Fechamento preliminar
  • xx
• Pós-graduação:
  • Apuração
  • Fechamento preliminar
  • xx