Ing. Ocaña Velásquez Jesús INGENIERÍA INFORMÁTICA Y DE SISTEMAS Computación Gráfica

Es una rama de la ciencia de computación que estudia al conjunto de técnicas que permiten la representación tridimensional* de los objetos de la vida real en el computador Introducción a la Computación Gráfica 2

APLICACIONES 3

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8 ¿Dónde se usa Computación Gráfica? Cine y publicidad Juegos Interfaces con el usuario Imágenes medicas Ciencias e Ingeniería

Introducción a la Computación Gráfica 9 Impacto de la Computación Gráfica en la Medicina

Computación Gráfica de un HDD Introducción a la Computación Gráfica 10

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Soporte Conceptual / Fundamentos Introducción a la Computación Gráfica 12

¿Cómo se representa una imagen? Introducción a la Computación Gráfica 13

¿Cómo se representa una imagen? Introducción a la Computación Gráfica 14

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¿Vectorial vs Raster? a mayoría de los elementos que existen en la naturaleza pueden ser representados mediante formas geométricas (puntos, líneas o polígonos, esto es, vectores) o mediante celdillas con información (raster). Son formas de ilustrar el espacio intuitivas y versátiles, que ayudan a comprender mejor los elementos objeto de estudio según su naturaleza. En función de la forma de representar el espacio de la que hacen uso podemos clasificar en dos grandes modelos o formatos: Introducción a la Computación Gráfica 17

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Introducción a la Computación Gráfica 19 Impacto social de la Computación Gráfica Computación gráfica y la Globalización Internet + Interfaz gráfica = world wide web

Introducción a la Computación Gráfica 20 Visualización Científica Postal de Marte Robot Oportunity (2004) Estudio de Anatomía Leonardo Da Vinci (1505) Cuevas de Altamira (7.000 años A.C.)

Introducción a la Computación Gráfica 21 Computer Image Computación Gráfica o Síntesis de imagen por computador : Escena 3D Representación 2D Procesamiento de Imágenes: Imagen 2D Vision por computador: Información de una realidad 3D Imagen 2D

22 Modelado geométrico Diseño Geometrico Modelado de Solidos Volume Visualization Gráficos de computadora o síntesis de imagen 1D-based Alg. 2D-based Alg. 3D-based Alg. Representación de superficie Representación directa del volumen Síntesis de imagen Realista Irrealista - representación poligonal Trazado de líneas Radiosidad

¿Qué es el Rendering de una escena 3D?

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29 Representación y modelado de objetos tridimensionales

Introduccion a la Computacion Grafica 30 visualización de gráficos 3D Modelación de la escena DespliegueRenderingProyección Ocultamiento de superficies, Iluminación y sombreado Texturas, etc.

Introduccion a la Computacion Grafica 31 Representación Poligonal Funciones implícitas CSG: Geometría Constructiva de sólidos Técnicas de subdivisión espacial Representación y modelación de objetos tridimensionales Principales esquemas de representación de objetos 3D Parches paramétricos

Introduccion a la Computacion Grafica 32 Representación y modelación de objetos tridimensionales Representación Poligonal Piecewise linear approximation (Aproximación lineal a trozos) Vertices x1,y1,z1 x2,y2,z2 …. xn,yn,zn Caras v1,v3,v2 v2,v4,v5 v5,v6,v7 … Boundary Representation B-Rep

Introduccion a la Computacion Grafica 33 Representación y modelación de objetos tridimensionales Representación Poligonal #Vertices #caras x1,y1,z1 x2,y2,z2 …. xn,yn,zn … P1 P4 P3 P2 Cilindro.off P5

Introduccion a la Computacion Grafica 34 Representación y modelación de objetos tridimensionales Representación Poligonal

Introduccion a la Computacion Grafica 35 Representación y modelación de objetos tridimensionales Representación Poligonal Ventajas:Desventajas: “Infinita” capacidad de modelado La unidad básica es elemental La representación es independiente del objeto Eficientes algoritmos de visualización y sombreado (tanto en software como en hardware La exactitud del modelo es inversamente proporcional a su eficiencia Solo hay información de la frontera del objeto No hay condiciones generales sobre la forma del objeto

Introduccion a la Computacion Grafica 36 Representación y modelación de objetos tridimensionales ¿Como generar modelos poligonales? Digitalización manual o automática (scanners 3D)

Introduccion a la Computacion Grafica 37 Representación y modelación de objetos tridimensionales ¿Como generar modelos poligonales? A partir de un modelo matemático

Introduccion a la Computacion Grafica 38 Representación y modelación de objetos tridimensionales ¿Como generar modelos poligonales? Extrusión y sólidos de revolución

Introduccion a la Computacion Grafica 39 Rendering de representación poligonal Proyección de triángulos + Alg. de superficies ocultas (Z-buffer) + método de sombreado

Introduccion a la Computacion Grafica 40 Representación y modelación de objetos tridimensionales Geometría constructiva de sólidos A B C - - CSG Tree

Introduccion a la Computacion Grafica 41 Representación y modelación de objetos tridimensionales Geometría constructiva de sólidos

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Introduccion a la Computacion Grafica 43 Ventajas:Desventajas: Representación y modelación en la misma estructura Facilidad para modelar intuitivamente Permite representar sólidos Se puede automatizar la fabricación el objeto Rendering del objeto final no siempre es veloz Limitaciones para ciertas conexiones Representación y modelación de objetos tridimensionales Geometría constructiva de sólidos

Introduccion a la Computacion Grafica 44 Rendering de CSG 1.CSG ray tracing 2.Conversión a representación de voxel y aplicación de técnicas de volume rendering 3.Usando una versión adaptada de Z-buffer

Introduccion a la Computacion Grafica 45 Representación y modelación de objetos tridimensionales Funciones implícitas

Introduccion a la Computacion Grafica 46 Rendering de funciones implícitas 1.Ray tracing 2.Obtención de una representación poligonal y rendering de modelos poligonales

Introduccion a la Computacion Grafica 47 Representación y modelación de objetos tridimensionales Parches parametricos Dados:

Introduccion a la Computacion Grafica 48 Representación y modelación de objetos tridimensionales Parches parametricos

Introduccion a la Computacion Grafica 49 Representación y modelación de objetos tridimensionales Parches parametricos

Introduccion a la Computacion Grafica 50 Rendering de superficies parametricas Verdadera Utah Teapot 1.Ray trancing adaptado a parches de bezier 2.Obtención de un modelo poligonal y rendering de modelos poligonales

Introduccion a la Computacion Grafica 51 Representación y modelación de objetos tridimensionales Subdivisión espacial

Introduccion a la Computacion Grafica 52 Representación y modelación de objetos tridimensionales Subdivisión espacial

Introduccion a la Computacion Grafica 53 Representación y modelación de objetos tridimensionales Subdivisión espacial

Introduccion a la Computacion Grafica 54 Estrategias de Rendering Rendering de voxelizacion Surface rendering (Técnicas basadas en superficies) Direct volume rendering (Técnicas por proyección directa del volumen)

Introduccion a la Computacion Grafica 55 Representación y modelación de objetos tridimensionales Otros: fractales, gramaticas, particulas, modelos deformables, etc.

Introduccion a la Computacion Grafica 56 Representación vs. Técnica de modelado Representación Área de Estudio Mallados Poligonales Rendering de escenas 3D CSG Solid Modeling Parches parametricos CAGD Subdivisión espacial Volume Visualization Surface rendering Direct volume rendering Geometric modeling

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Introducción a la Computación Gráfica 59 Realidad Aumentada

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