BCC327 - Computação Gráfica 03 - Conceitos Gerais de Computação Gráfica Rodolfo Ayala Lopes Costa Departamento de Computação Instituto 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
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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
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Cronograma da Aula
Gráfico 2D x Gráfico 3DPercepção Tridimensional
Sistemas de CoordenadasNoções Primitivas da Geometria
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Cronograma da Aula
Gráfico 2D x Gráfico 3DPercepção TridimensionalSistemas de Coordenadas
Noções Primitivas da Geometria
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Cronograma da Aula
Gráfico 2D x Gráfico 3DPercepção TridimensionalSistemas de CoordenadasNoções Primitivas da Geometria
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Gráfico 2D x Gráfico 3D
Gráfico 2D x Gráfico 3D
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
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Gráfico 2D x Gráfico 3D
Gráfico 2D x Gráfico 3D
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
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Gráfico 2D x Gráfico 3D
Gráfico 2D x Gráfico 3D
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
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Percepção Tridimensional
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
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Percepção Tridimensional
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
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
A percepção de “espacialidade” de uma imagem pode ser vistacomo a capacidade que o ser humano tem de distinguir:
Forma dos objetos
Cores
Textura
Relação espacial existente entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
A percepção de “espacialidade” de uma imagem pode ser vistacomo a capacidade que o ser humano tem de distinguir:
Forma dos objetos
Cores
Textura
Relação espacial existente entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
A percepção de “espacialidade” de uma imagem pode ser vistacomo a capacidade que o ser humano tem de distinguir:
Forma dos objetos
Cores
Textura
Relação espacial existente entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
A percepção de “espacialidade” de uma imagem pode ser vistacomo a capacidade que o ser humano tem de distinguir:
Forma dos objetos
Cores
Textura
Relação espacial existente entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
A percepção de “espacialidade” de uma imagem pode ser vistacomo a capacidade que o ser humano tem de distinguir:
Forma dos objetos
Cores
Textura
Relação espacial existente entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
O cérebro humano forma as imagens usando três categorias deestímulos visuais:
Informações monoculares
Informações óculo-motoras
Informações estereoscópicas
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
O cérebro humano forma as imagens usando três categorias deestímulos visuais:
Informações monoculares
Informações óculo-motoras
Informações estereoscópicas
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
O cérebro humano forma as imagens usando três categorias deestímulos visuais:
Informações monoculares
Informações óculo-motoras
Informações estereoscópicas
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
O cérebro humano forma as imagens usando três categorias deestímulos visuais:
Informações monoculares
Informações óculo-motoras
Informações estereoscópicas
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares:
Inerentes à imagem formada na retina
Também chamada de “informações de profundidade na imagem” ou“informações estáticas de profundidade”
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares:
Inerentes à imagem formada na retina
Também chamada de “informações de profundidade na imagem” ou“informações estáticas de profundidade”
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares:
Inerentes à imagem formada na retina
Também chamada de “informações de profundidade na imagem” ou“informações estáticas de profundidade”
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares:
Inerentes à imagem formada na retina
Também chamada de “informações de profundidade na imagem” ou“informações estáticas de profundidade”
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares compreende:
PerspectivaConhecimento Prévio do ObjetoOclusãoDensidade das TexturasVariação da Reflexão da LuzSombra
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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)
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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)
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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)
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Perspectiva:
Exemplos:
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Perspectiva:
Exemplos:
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Perspectiva:
Exemplos:
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Perspectiva:
Exemplos:
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Conhecimento Prévio do Objeto:
Serve tanto para determinar a distância absoluta a partir doobservador, quanto as distâncias relativas entre os objetos
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 11 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Conhecimento Prévio do Objeto:
Serve tanto para determinar a distância absoluta a partir doobservador, quanto as distâncias relativas entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Conhecimento Prévio do Objeto:
Serve tanto para determinar a distância absoluta a partir doobservador, quanto as distâncias relativas entre os objetos
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 12 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 12 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações monoculares – Sombra:
Efeito útil na determinação na posição de um objeto em relação a umpiso abaixo dele
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações ótica-motoras:
Informações fornecidas pelo movimento dos olhos, produzidos pelosdois conjuntos de músculos do globo ocular
Dois tipos de informações: Acomodação e Convergência
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 16 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações ótica-motoras:
Informações fornecidas pelo movimento dos olhos, produzidos pelosdois conjuntos de músculos do globo ocular
Dois tipos de informações: Acomodação e Convergência
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 16 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações ótica-motoras:
Informações fornecidas pelo movimento dos olhos, produzidos pelosdois conjuntos de músculos do globo ocular
Dois tipos de informações: Acomodação e Convergência
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
Informações ótica-motoras – Convergência:
Considera o grau de rotação dos olhos ao longo do eixo de visão
Objetivo de visualizar um objeto mais próximo
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Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 19 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 19 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 19 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 19 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 19 / 31
Percepção Tridimensional
Percepção Tridimensional
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
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Sistemas de Coordenadas
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)
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Sistemas de Coordenadas
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)
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Sistemas de Coordenadas
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)
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Sistemas de Coordenadas
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 21 / 31
Sistemas de Coordenadas
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
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Sistemas de Coordenadas
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 21 / 31
Sistemas de Coordenadas
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 21 / 31
Sistemas de Coordenadas
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
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Sistemas de Coordenadas
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)
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Sistemas de Coordenadas
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)
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Sistemas de Coordenadas
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
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Sistemas de Coordenadas
Sistema de Referência do Dispositivo - SRD
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
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Sistemas de Coordenadas
Iteração entre os Sistemas de Referência
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Noções Primitivas da Geometria
São o modo como compreendemos os elementos matemáticosque dão base para a construção dos conhecimentos geométricos
Alguns elementos:
PontoReta, Semirreta, Segmento de RetaPlanoEspaço
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Noções Primitivas da Geometria
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
p
Ponto
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Noções Primitivas da Geometria
Reta, Semirreta, Segmento de Reta:
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
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Noções Primitivas da Geometria
Reta, Semirreta, Segmento de Reta:
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
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Noções Primitivas da Geometria
Reta, Semirreta, Segmento de Reta:
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 29 / 31
Noções Primitivas da Geometria
Reta, Semirreta, Segmento de Reta:
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
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Noções Primitivas da Geometria
Reta, Semirreta, Segmento de Reta:
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
Rodolfo Ayala Lopes Costa (UFOP) BCC327 - Computação Gráfica 26 de Março de 2018 29 / 31
Noções Primitivas da Geometria
Plano:
O plano é um conjunto de retas alinhadas
Superfície plana que não faz curva e infinita para todas as direções
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Noções Primitivas da Geometria
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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