Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias de la Computación. J. Arturo Olvera López

Transcripción

1 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias de la Computación Grafi icación J. Arturo Olvera López cs.buap.mx 0

2 1. Introducción 1

3 Graficación (Evolución) Desde tiempos remotos, visuales Descriptivo, fácil comprensión la utilidad de herramientas -Realismo -Efectos de relieve -Efectos de luz 2

4 Graficación Comprensión/Descripción/ Visualización de conceptos 3

5 Graficación 4

6 Graficación [Blundell, 2008]: 5

7 Graficación Aplicaciones: Simuladores Medicina Juegos Cartografía Etc, Etc. 6

8 Graficación 7

9 Graficación Aplicación más conocida: 8

10 Dispositivos para visualización 9

11 Hardware CRT (Cathode Ray Tube) Finales del siglo XIX Fósforo: Persisitencia µseg 10

12 Hardware CRT- Máscara de Sombra Trinitron 11

13 CRT 12

14 Monitores Planos PLASMA Tubo de gas 13

15 PLASMA Gas: -Neón -Xenón -Helio Radiación no visible 14

16 LCD (Liquid Crystal Display) Cristal líquido Nemático 15

17 LED Ligth-Emmiting Diod RGB RGBY 16

18 Visualización 3D Codificación cromática (Anaglifos) Par de imágenes 17

19 Visualización 3D Otras técnicas Dispositivos: Lentes Realidad aumentada Realidad Virtual 18

20 GPU (Graphics Pro ocessing Unit) 19

21 GPU Inicios: Silicon Graphics International Surge en > Libera A mediados de 1990 proliferan juegos 3D: 20

22 GPUs Las tareas gráficas consumen recursos (procesador) Apartir del año 2000, aparecen las primeras GPU: Cada ALU producía un color por pixel (x,y) y un dato pixel shader Años después se aprovecha este tercer dato 21

23 GPUs NVIDIA (a partir de 2006): Plataforma CUDA para GPU Cada ALU puede: - llevar a cabo operaciones simples de precisión flotante - Acceso de R/W en memoria - Acceso a memoria compartida (Cache controlado por software) - Por tanto cada unidad en GPU -> Núcleo CUDA: C, C++, Fortran 22

24 GPU/CUDA Resolver problemas de manera paralela 23

25 GPU/CUDA 24

26 CUDA, CUBLAS 25

27 ATI ATI Radeon HD 4870 X streaming units ATI Radeon HD Serie streaming units 26

28 Graficación 2D 27

29 Primitivas Primitivas geométricas Primitivas gráficas Necesidad de representac ción de puntos Sistemas de coordenadas Cartesianas Polares Homogéneas 28

30 Coordenadas cartesianas 29

31 Coordenadas Polares 30

32 Coordenadas cilíndricas - p(r,θ) ρ 31

33 Coordenadas esféricas P(r,θ,φ) 32

34 Primitivas Gráficas 33

35 Primitivas gráficas Línea Elipse Poli línea Polígono Estilos Colores Pen, Brush 34

36 Color 35

37 Espectro Electromagnético (EE) EE: Conjunto de ondas (senoidales) electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz Isaac Newton (Siglo XVII) -> La luz solar a través de un prisma emite un rayo de color (violeta-rojo) El EE se expresa en términ nos de la longitud de onda (λ) y frecuencia (v) c= velocidad de la luz (2.998 X 108 m/s) 36

38 Espectro Electromagnético (EE) Ondas electromagnéticas: Partículas viajando en forma de ondas, cada partícula tiene cierta cantidad de energía (fotónes) La energiá está dada por: E=hv, h=constante de Planck ( Js) De acuerdo a la longitud de onda, frecuencia y energía en las ondas, éstas son categorizadas en el EE: 37

39 Espectro Electromagnético (EE) -Violeta -Azul -Verde -Amarillo -Naranja -Rojo 38

40 Ojo Humano Conos: 6-7 Millones (colores) Bastones millones (niveles bajos de iluminación) 39

41 Espectro Electromagnético (EE) Colores que el ojo humano percibe en un objeto: Luz que un objeto refleja (rechaza) -Refleja la luz cuya longitud de onda es nm -Absorbe la energía en las otras longitudes de onda La luz que carece de color se le denomina monocromática (acromática) Este tipo de luz solo tienee el atributo intensidad Escala de grises: [Blanco, Negro] 40

42 Modelos de color 41

43 Modelos de color 42

44 Modelos de color 43

45 Modelos de color RGB 44

46 Modelos de color Cubo 8-bits 45

47 Modelos de color Conjunto de colores seguros 46

48 Modelos de color Cubo de colores seguros FFFFFF FFFFCC FFFF99? 47

49 Otros modelos de Color CMY (Cian, Magenta, Yellow) - Usualmente utilizado en impresión Color (Tono) Pureza HSI (Hue, Saturation, Intensity), (Ton., Pur., intens.) Brillo -El más cercano a la manera en que se interpreta el color en los humanos 48

50 HSI 49

51 Coordenadas de pantalla Espacio en que se representa/visualiza elementos geométricos al usuario 50

52 Líneas 51

53 Líneas DDA (Digital Differential Analizer) (+ +)m 1 (+ +)m>1 52

54 DDA 53

55 Líneas Bresenham: Digitalización de líneas 54

56 Líneas Bresenham: upper Lower 55

57 Pseudo código (Bresenham) m 1 56

58 Líneas Ejemplo: (20,10)->(30,18) 57

59 Bresenham Qué se hace cuando m >1? Se procede de manera análoga que en DDA 58

60 Círculos 59

61 Círculos 60

62 Círculos Coordenadas polares θ 61

63 Círculos Simetría 62

64 Punto Medio (Círculos) Función circular 63

65 Punto Medio (Círculos) Factor de decisión: 64

66 Punto Medio (Círculos) Dado un círculo de radio r=10 Con centro en el origen 65

67 Elipses 66

68 Elipse 67

69 Elipse Simetría Punto medio para elipsess 68

70 Elipse 69

71 Elipse Fuera de la región 1: 70

72 Algoritmo punto medio 71

73 Algoritmo punto medio 72

74 Para la región 2: Algoritmo punto medio 73

75 Pseudocódigo 74

76 Pseudocódigo 75

77 Ejemplo Dado: r x =8 r y =6 76