Aplicaciones. Aplicaciones. Aplicaciones. Computación Gráfica Introducción Qué es Computación Gráfica? Introducción. Objetivos

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1 Computación Gráfica Introducción Qué es Computación Gráfica? Introducción VyGLab Lab. de Visualización y Computación Gráfica DCIC - UNS 1º Cuatrimestre 2015 Es el estudio de métodos para crear, manipular y utilizar contenido visual digitalmente. Aunque el término se refiere a menudo a computación gráfica también abarca la computación gráfica en 2D. Objetivos Amplia introducción a la Computación Gráfica: - Software - Hardware - Utilización de OpenGL basado en shaders compatible con: - OpenGL 3.3 (y posteriores) - OpenGL ES WebGL Películas y Efectos Especiales Juegos 1

2 Visualización CAD-CAM Entrenamiento y Simulación Generación de Imágenes Médicas Arte Arquitectura Contact Water Taisuke Murakami, 2001 Steven Parente 2

3 Realidad Virtual y Aumentada Computación ubicua El pipeline gráfico El proceso gráfico: Modelado geométrico Modelos geométricos Definición de Animación de Iluminación Almacenamiento y presentación de la imagen Modelado geométrico interactivo Mapas de Desplazamiento Escaneo Modelos geométricos de Textura Librerías de modelos El proceso gráfico : Animación El proceso gráfico: de textura Cálculo del movimiento Captura del movimiento Diseño del movimiento Definición de Animación Imágenes escaneadas Imágenes generadas de Textura Deformaciones dinámicas Imágenes dibujadas 3

4 El proceso gráfico: El proceso gráfico: Almacenamiento y presentación de la imagen Modelos geométricos Transformación Clipping Perspectiva de iluminación Generación de la imagen Almacenamient o y presentación de la imagen Frame buffer Definición de la Animación de textura Archivo en disco Almacenamiento de la imagen El proceso gráfico El proceso gráfico Se crean los objetos que constituyen la escena... Se ubican los objetos en la escena Se establece desde dónde se verá la escena Se determina qué cámara se usará para ver la escena Se proyecta la escena visible a 2D Se convierte a pixels El proceso gráfico Sistema Gráfico Básico Se crean los objetos que constituyen la escena Se ubican los objetos en la escena Se establece qué parte de la escena se verá Dispositivos de entrada Formación de la imagen en el frame buffer Dispositivo de salida Se determina qué cámara se usará para ver la escena Se proyecta la escena visible a 2D Se convierte a pixels Ed Angel,

5 El pipeline gráfico En los inicios de la CG todos los aspectos del proceso gráfico eran programables. Las APIs permitieron escribir programas gráficos muy buenos y mucho más fácilmente porque cubrían muchas de las funcionalidades del proceso gráfico. Pero se pagaba el precio de no poder hacer todo lo que la API no podía hacer. A medida que se desarrollaron los procesadores gráficos se desarrollaron funcionalidades específicas para soportar la programación de características que las APIs de funcionalidad fija no permitían. Esta funcionalidad tiene ahora sus estándares incluyendo el lenguaje GLSL que es parte del estándar a partir de OpenGL 2.1. Los shaders son los programas que pueden cargarse en las tarjetas gráficas para llevar a cabo operaciones fuera de las del pipeline de funcionalidad fija. Parciales Se tomarán dos parciales, cada uno con su recuperatorio. Tiempo: Quienes desaprueben el primer parcial, deberán rendir el recuperatorio correspondiente. Si desaprueban el recuperatorio, no cursan. Asimismo, quienes desaprueben el segundo parcial, deberán rendir el recuperatorio correspondiente. Si lo desaprueban, no cursan. Quienes no puedan asistir a los parciales y/o recuperatorios deberán presentar previamente la justificación correspondiente de acuerdo a la normativa vigente. Criterios de evaluación: Contenido, calidad y presentación. Coloquios Se tomarán dos Coloquios, junto con los parciales. El Coloquio es teórico. No es obligatorio rendir los coloquios. El Coloquio no tiene recuperatorio. Si desaprueban un coloquio, deberán rendir examen final. Prácticas especiales Durante el cuatrimestre se realizarán clases prácticas especiales relacionadas con los temas abordados en práctica y en teoría. Si bien la asistencia no es obligatoria, es fuertemente recomendada. Objetivo: Reforzar conocimientos teóricos con prácticos guiados. Modalidad: Individuales o en grupos de dos personas establecidos dinámicamente Criterios de evaluación: Contenido, calidad y presentación Criterios de evaluación: Participación Laboratorios En los laboratorios realizarán trabajos prácticos relacionados con los temas abordados en práctica y en teoría. La asistencia a los mismos es obligatoria. Objetivo: Según cada laboratorio Modalidad: Grupos de dos personas, establecidos a principio de cuatrimestre. Tiempo: Deberán rendir 2 trabajos de laboratorio previamente establecidos. Criterios de evaluación: Contenido, calidad y presentación Proyecto Final Sumado a los laboratorios, y durante el mes de junio, realizarán un proyecto integrador. Para ello, cada alumno se integrará a un grupo; en la penúltima semana de clase del cuatrimestre, dicho grupo expondrá en clase lo realizado en el proyecto. Todos deberán asistir a las exposiciones. Objetivo: Integrar los conocimientos aprendidos durante el cuatrimestre y enfrentarse con nuevos problemas, cuya resolución implica un pequeño nuevo desafío. Modalidad: La cantidad de alumnos que integrará cada grupo será determinada en el momento de asignación del Proyecto. Tiempo: Deberá ser entregado y presentado a los docentes el día fijado previamente. El incumplimiento de esta entrega influye en la nota final de la materia. Criterios de evaluación: Contenido, calidad y presentación. 5

6 Defensa y Exposición del Proyecto Una vez que el Proyecto sea presentado a los docentes de la cátedra, y aprobado por éstos, los alumnos lo expondrán y defenderán en clase. Se trata de estimular a los alumnos a realizar un trabajo de investigación y exponerlo adoptando una actitud profesional y creativa. Objetivo: Desarrollar aptitudes para presentar y defender un determinado desarrollo. Criterios de evaluación: Contenido, calidad, metodología de trabajo y las múltiples fuentes utilizadas. En cuanto a las Exposiciones La forma en que los grupos desarrollarán el trabajo de exposición está librada a la propia creatividad. Objetivo Principal: Dominar el espacio geográfico y desarrollar aptitudes para presentar proyectos en público. Tiempo de exposición: A determinar. Criterios de evaluación Creatividad y calidad de los soportes utilizados: láminas, videos, fotos, explicación oral, etc.. Claridad conceptual: Comprensión en la explicación de los contenidos temáticos. Personalidad: Se tendrá en cuenta la personalidad que el grupo asuma para exponer. Integración/Participación de los integrantes del grupo: Se evaluará la participación armónica de todos y el funcionamiento colectivo del grupo. Para finalizar con el cursado de la materia Antes de la fecha de finalización del primer cuatrimestre como fecha límite, cada alumno/comisión deberá entregar un CD que contenga: Trabajos prácticos realizados en el laboratorio. Proyecto final con toda la documentación correspondiente: Los documentos utilizados para la realización del proyecto El software desarrollado y convenientemente documentado La presentación de la exposición del Proyecto El informe correspondiente Evaluaciones que se realizan en el cuatrimestre En caso de no tener que rendir examen final, todas las notas y conceptos obtenidos se acumularán para la nota promedio final. La cátedra utilizará como parámetros para la evaluación de cada alumno: Trabajos prácticos de laboratorio (25% de la nota final) Coloquios (40% de la nota final) Trabajo en clase (15% de la nota final) Proyecto (10% de la nota final) Exposición y defensa del Proyecto en clase (10% de la nota final) Si las faltas a los prácticos no son justificadas, esto se tendrá en cuenta en la nota del práctico correspondiente. Régimen de Promoción Cursarán la materia los alumnos que cumplan simultáneamente las siguientes condiciones: 1. Aprueben los parciales y/o los recuperatorios correspondientes. 2. Aprueben todos los trabajos de laboratorio. 3. Aprueben el Proyecto Final (Presentación+Exposición+Defensa) con nota >=4 4. Hayan entregado el CD a fin de cuatrimestre No cursarán quienes desaprueben algún recuperatorio o no cumplan con alguna de las condiciones establecidas en los ítems 2 a 4 enunciadas en el párrafo anterior. Aprobarán la materia los alumnos que, habiéndola cursado, cumplan además con las siguientes condiciones: 1. Hayan obtenido una nota mayor o igual que 7 tanto en los trabajos de laboratorio como en el Proyecto Final. 2. No hayan desaprobado ningún parcial o hayan desaprobado un solo parcial pero aprobado el recuperatorio correspondiente. 3. Hayan aprobado ambos coloquios. Nota de aprobación >=7. Todo alumno que quiera obtener una nota más alta que la obtenida durante el cursado, puede rendir un examen final. Bibliografía ACM SIGGRAPH Proceedings Agoston, M. Computer graphics & geometric modeling / Mathematics, Springer- Verlag London Ltd., Angel, E., Shreiner, D. Interactive Computer Graphics: A top-down approach with shader-based OpenGL, Addison Wesley, 6th. Ed., Bailey, M., Graphics Shaders: Theory and Practice, A. K. Peters, 2 nd Ed., Buss, S., 3-D Computer Graphics, A Mathematical Introduction with OpenGL, Cambridge University Press, New York, Foley, J., van Dam, A., Feiner, S. y Hughes, J., Computer Graphics. Principles and Practice, Addison Wesley, 1992, 2 nd Edition. Hearn, D., Baker, M.P., Computer Graphics, C Version, Prentice Hall Inc., 2003, 3rd Edition. Hill, F. Jr, Kelley, S., Computer Graphics Using OpenGL, Prentice Hall, 3rd Ed., Rost, R., Licea-Kane, B., Ginsburg, D., Kessenich, J., OpenGL Shading Language, Addison-Wesley Professional, 3rd Edition, Sellers, G., Wright, R., Haemmel, OpenGL Superbible: Comprehensive Tutorial and Reference, Addison-Wesley Professional; 6 th edition,

7 Bibliografía Shreiner, D., Sellers, G., Kessenich, J., Licea-Kane, B., OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Versions 4.3 8th Edition, Watt, A., Computer Graphics, Addison-Wesley Publishing Company, Watt, A., Watt, M., Advanced Animation and Techniques: Theory and Practice, Addison-Wesley Publishing Company, Documentos de estándares. Código de ejemplo. 7

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