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BCC327 - Computação Gráfica03 - Conceitos Gerais de Computação Gráfica

Rodolfo Ayala Lopes Costa

Departamento de ComputaçãoInstituto de Ciências Exatas e Biológicas

Universidade Federal de Ouro Preto

26 de Março de 2018

Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 1 / 31

Cronograma da Aula

Gráfico 2D x Gráfico 3D

Percepção TridimensionalSistemas de CoordenadasNoções Primitivas da Geometria

Cronograma da Aula

Gráfico 2D x Gráfico 3DPercepção Tridimensional

Sistemas de CoordenadasNoções Primitivas da Geometria

Cronograma da Aula

Gráfico 2D x Gráfico 3DPercepção TridimensionalSistemas de Coordenadas

Noções Primitivas da Geometria

Cronograma da Aula

Gráfico 2D x Gráfico 3DPercepção TridimensionalSistemas de CoordenadasNoções Primitivas da Geometria

A principal diferença entre uma imagem 2D para um 3D é a“sensação de profundidade” da tridimensional

Um imagem 3D nada mais é que uma projeção de objetos 3D numaimagem bidimensional, obtida através de técnicas matemáticas egeométricas

As figuras abaixo, embora feitas em duas dimensões, fazem nossocérebro ter a “sensação” de que se tratam de três dimensões

Percepção Tridimensional

Entender a forma como percebemos a profundidade em imagens2D:

Evita erros na confecção da imagem

Possibilita uma interação amigável com objetos em ambientes virtuais

Entender a forma como percebemos a profundidade em imagens2D:

Evita erros na confecção da imagem

Possibilita uma interação amigável com objetos em ambientes virtuais

A percepção de “espacialidade” de uma imagem pode ser vistacomo a capacidade que o ser humano tem de distinguir:

Forma dos objetos

Textura

Relação espacial existente entre os objetos

Forma dos objetos

Textura

Forma dos objetos

Textura

Forma dos objetos

Textura

Forma dos objetos

Textura

O cérebro humano forma as imagens usando três categorias deestímulos visuais:

Informações monoculares

Informações óculo-motoras

Informações estereoscópicas

Informações monoculares:

Inerentes à imagem formada na retina

Também chamada de “informações de profundidade na imagem” ou“informações estáticas de profundidade”

Informações monoculares compreende:

PerspectivaConhecimento Prévio do ObjetoOclusãoDensidade das TexturasVariação da Reflexão da LuzSombra

Informações monoculares – Perspectiva:

Resultado da aparente diminuição dos tamanhos e das distâncias entreos objetos, à medida que o observador se distancia destes

Possibilidade de retratar a realidade com a máxima semelhança

Largamente usado para expressar cenas 3D em superfícies planas(papel, monitor)

Exemplos:

Informações monoculares – Conhecimento Prévio do Objeto:

Serve tanto para determinar a distância absoluta a partir doobservador, quanto as distâncias relativas entre os objetos

Informações monoculares – Oclusão:

Responsável pela informação da posição relativa dos objetos

Também chamado de interposição ou interrupção de contorno

Obstrução da visão de um objeto por um outro que está mais próximodo observador e sobre uma mesma direção de visão

Informações monoculares – Oclusão:

Responsável pela informação da posição relativa dos objetos

Também chamado de interposição ou interrupção de contorno

Obstrução da visão de um objeto por um outro que está mais próximodo observador e sobre uma mesma direção de visão

Informações monoculares – Densidade das Texturas:

Conhecido também como “gradiente de texturas”

Baseia-se no fato de que muitos objetos possuem em sua aparênciaalgum tipo de padrão com uma certa regularidade

As texturas também auxiliam na percepção do movimento

Informações monoculares – Variação da Reflexão da Luz:

A mudança na intensidade da luz refletida ao longo de uma superfíciede um objeto fornece informações sobre a forma e a curvatura dasuperfície desse objeto

Informações monoculares – Sombra:

Efeito útil na determinação na posição de um objeto em relação a umpiso abaixo dele

Informações ótica-motoras:

Informações fornecidas pelo movimento dos olhos, produzidos pelosdois conjuntos de músculos do globo ocular

Dois tipos de informações: Acomodação e Convergência

Informações ótica-motoras – Acomodação:

Os músculos ciliares dos olhos relaxam ou contraem para mudar oformato do cristalino (lente), alterando o foco dos objetos projetadosna retina em função da distância deles com o observador

Informações ótica-motoras – Convergência:

Considera o grau de rotação dos olhos ao longo do eixo de visão

Objetivo de visualizar um objeto mais próximo

Informações estereoscópicas:

Os olhos estão posicionados em lugares diferentes

Consequência: cada olho vê uma imagem de forma diferente

Essa diferença é chamada de disparidade binocular

O cérebro usa estas diferenças para obter a distância relativa dosobjetos

Sistemas de Coordenadas

Um sistema de coordenada é denominado de Sistema de Referênciaquando servir para alguma finalidade específica

Aspectos a serem observados na definição de um sistema de referência:

Limites extremos dos valores aceitos para descrever os objetos

Unidade de referência básica (escala)

Sistemas de Referência

Alguns sistemas recebem denominação especial:

Sistema de Referência do Universo – SRU

Sistema de Referência do Objeto – SRO

Sistema de Referência Normalizado – SRN

Sistema de Referência do Dispositivo - SRD

Sistema de Referência do Universo - SRU

Descreve os objetos em termos das coordenadas utilizadas pelo usuárioem determinada aplicação

Cada tipo de aplicação especifica o seu universo de trabalho próprio

Cada um destes sistemas tem uma escala e seus limites extremos(coordenadas mínimas e máximas do universo)

Sistema de Referência do Objeto - SRO

É o sistema de coordenadas onde se definem os modelos dos objetos daaplicação

Trata o objeto como um miniuniverso individual

Geralmente o centro do sistema de coordenadas coincide com o seucentro de gravidade (pivô)

Sistema de Referência Normalizado - SRN

Trabalha com coordenadas normalizadas (valores entre 0 e 1, onde0 ≤ x ≤ 1 e 0 ≤ y ≤ 1

Serve como um sistema de referência intermediário entre o SRU e oSRD

Torna a geração das imagens independente do dispositivo

Utiliza coordenadas que podem ser fornecidas diretamente para umdispositivo de saída específico

Este sistema de coordenadas depende geralmente da resolução possívele da configuração definida pelo usuário entre um conjunto deconfigurações possíveis

Iteração entre os Sistemas de Referência

São o modo como compreendemos os elementos matemáticosque dão base para a construção dos conhecimentos geométricos

Alguns elementos:

PontoReta, Semirreta, Segmento de RetaPlanoEspaço

Ponto:

Objeto adimensional (ponto não possui forma nem dimensão)

O ponto é a base de toda a Geometria

São usados para representar localizações no espaço

Usualmente representamos o ponto com um “pingo” ou uma bolinha

Reta, Semirreta, Segmento de Reta:

As retas são conjuntos de pontos que não fazem curvas

Elas são infinitas para as duas direções

Semirreta:

Uma reta que possui começo mas não possui fim

Segmento de Reta:

Reta que possui ponto inicial e ponto final

Semirreta:

Segmento de Reta:

Semirreta:

Segmento de Reta:

Semirreta:

Segmento de Reta:

Semirreta:

Segmento de Reta:

Plano:

O plano é um conjunto de retas alinhadas

Superfície plana que não faz curva e infinita para todas as direções

Espaço:

É formado pelo alinhamento de planos

São colocados lado a lado até preencher todo o espaço

Infinito para todas as direções

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