>> Introducción <<

>> Gráficos por Computador <<

LINK http://www.sc.ehu.es/ccwgamoa/docencia/Material/Presentaciones GxC-Introducción A. García-Alonso 1

Profesor

• •

Página personal

– www.sc.ehu.es/ccwgamoa • Despacho (cómo llegar), teléfono, etc

Código asignatura : P-20

– 24 clases teóricas – 12 clases prácticas GxC-Introducción A. García-Alonso 2

Asignatura

• • •

Material clases

– www.sc.ehu.es/ccwgamoa/clases/P-20-GraficosPorComputador • Los avisos están en el fichero : novedades • Exámenes, enunciado prácticas – www.sc.ehu.es/ccwgamoa/docencia/Material • Apuntes, documentación, etc • OpenGL ( OpenGLprimer ) • Java3D

Lista correo :

– Suscribirse : http://list.ehu.es/mailman/listinfo/grafi – [email protected]

Tutorías : ver en la página novedades

A. García-Alonso GxC-Introducción 3

Evaluación

• •

Examen 50%, prácticas evaluadas 50%

– Evaluación prácticas • Trabajos básicos (hasta 7 puntos) • Trabajos avanzados y proyectos voluntarios – Evaluación teórica • Los exámenes anteriores están en el web de la asignatura

Fechas

(se indican en novedades)

– Entrega trabajos prácticos – Examen 1ª convocatoria : Enero-Febrero – Examen 2ª convocatoria : Junio A. García-Alonso GxC-Introducción 4

• •

Encuesta Ficha

Alumnos

GxC-Introducción A. García-Alonso 5

Bibliografía Básica

• D. Hearn, M.P. Baker, “

Computer Graphics

”, Prentice Hall, 2nd Edition, 1997.

• D. Hearn, M.P. Baker, “

Graficas por Computadora

”, Prentice Hall, 2nd Edition, 1995.

GxC-Introducción A. García-Alonso 6

Bibliografía Auxiliar

• Libros

– J.D. Foley, A. van Dam, S. Feiner, J. Hughes, “

Computer Graphics. Principles and Practice

”, Second Edition in C, Addison-Wesley, 1996 (existe versión en castellano) – J.D. Foley, A. van Dam, S.K. Feiner, J.F. Hughes, R.L. Phillips, “

Introducción a la graficación por computador

”, Addison-Wesley, 1996

• Manuales:

en biblioteca (edición 3.0), en ficheros html (ed. 1.0) – J. Neider, T. David, M. Woo, “

OpenGL 1.2 Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1.2

”, 3ª Edición, Addison-Wesley, 1999 – OpenGL Architecture Review Board, “

OpenGL Reference Manual

”, 3ª Edición, Addison-Wesley, 1999 GxC-Introducción A. García-Alonso 7

Convenios en transparencias

• • • •

Foley 12.3

–

Esto significa que el contenido de esta sección también se explica en el apartado 12.3 del libro escrito por Foley (está referenciado en la bibliografía)

Familias de piezas

–

Foley-12.7

Esto significa que a “Familias de piezas”se le asocia la figura 12.7 del libro de Foley. Si se cita con frecuencia un libro, en vez de poner el apellido completo se pone sólo la inicial (F-12.7)

Primera sección (Hearn 11.4) Segunda sección

–

(Burgos 7.3)

Cuando una transparencia indica el contenido de un tema. En ocasiones se indica una referencia bibliográfica mediante el nombre de uno de los autores del libro y la sección de interés.

GxC-Introducción A. García-Alonso 8

Paginas web

– ACM-SIGGRAPH – EUROGRAPHICS – OpenGL http://www.siggraph.org

http://www.eg.org

http://www.opengl.org

GxC-Introducción A. García-Alonso 9

Material en el web de la asignatura

•

Material docente elaborado por EUROGRAPHICS y ACM-SIGGRAPH http://asec.cs.gsu.edu/asecdl/materials/C_and_I.htm

• Educational slide set 1991 – Ray tracing – Projections – Rendering progression • Educational slide set 1993 – Pixels : lines & circles – Antialiasing – Radiosity • Educational slide set 1995 – Color and color reproduction • Educational slide set 1997 – Texture mapping GxC-Introducción A. García-Alonso 10

...

• • • • • •

Manual de la librería “glut” Manual de referencia de OpenGL Manual “User’s Guide” de OpenGL Primer de OpenGL : ejemplos, contiene fichero con el índice explicativo de los ejemplos Parámetros para definir algunos materiales Términos en inglés y castellano (lexico.doc)

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Objetivos

• •

Proporcionar conocimientos y visión general del estado de la Informática Gráfica Exponer los conceptos y algoritmos básicos

GxC-Introducción A. García-Alonso 12

Programa

1. Introducción. Conceptos básicos 2. Transformaciones geométricas. Su composición 3. Sistemas de referencia y transformaciones. La cámara. El avatar 4. Taxonomía de los modelos geométricos 5. Modelo básico de iluminación de un punto de una superficie 6. Fundamentos de visibilidad 7. Fundamentos de generación de imágenes

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Conceptos básicos : contenido

• • • • • • •

Breve Historia de los orígenes Síntesis/Análisis : aplicaciones Estructura conceptual de los GxC Utilidades : APIs, librerías, ficheros Arquitectura (h/w) básica Interacción : conceptos y gestión

Scan conversion

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Breve historia de los orígenes

•

William Fetter of Boeing coins the term “computer graphics” for his human factors cockpit drawings

http://www.accad.ohio-state.edu/~waynec/history/timeline.html

http://www.accad.ohio-state.edu/~waynec/history/images/pages/ivan-sutherland_jpg.htm

•

Ivan Sutherland demonstrating the Sketchpad system on the console of the TX-2 at MIT(1963)

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...

• •

http://accad.osu.edu/~waynec/history/timeline.html

http://www.cs.fit.edu/~wds/classes/graphics/History/history/history.html

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Análisis

• • •

Mejorar imágenes (image enhancement) Detectar patrones y reconocerlos (pattern detection and recognition) Análisis de escenas, visión (scene analysis, computer vision)

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Síntesis

•

Generar imágenes, dibujar, representar (rendering)

– Visualización realista (realistic image generation) – Visualización interactiva (interactive visualization) – Animación (animation) – Simulación (simulation) – Animación no-realística (non-realistic animation) – Visualización científica (scientific visualization) – Realidad virtual (virtual reality) – Realidad aumentada (augmented reality) – Mixed Reality A. García-Alonso GxC-Introducción 18

Análisis-Sintesis ¿campos disjuntos?

• • •

Estudios virtuales de TV (www.brainstorm.es) Mezcla imagen real y sintética (cine tomas previas) Interfaz de usuario (Minority Report)

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... aplicaciones

• •

Análisis : topografía, espacio, movimiento actores, medicina, huellas digitales, matrículas, robótica, fotografía, posicionamiento automático, etc. Síntesis : publicidad, cine, artes gráficas, ingeniería, investigación científica, interfaces de máquinas, entrenamiento de operadores (sistemas y vehículos)

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Estructura conceptual de los GxC

• • • •

Modelado

– Geometría / topología – Material, textura – Cosmos-Blaxxun… vs. Quicktime • Libertad de movimiento vs. Realismo • Modelo geométrico 3D vs. Textura (foto) 2D

Animación: variación en el tiempo

– Posición: objetos, luces, cámaras – Formas (morphing) – Propiedades

Visualización ( siguiente ... ) Interacción (Input : Interfaz de usuario)

GxC-Introducción A. García-Alonso 21

...

•

Visualización

– Respuesta, coste de generación • Interactivo, simulación • No interactivo (realista ¿?) – Qué superficie se ve en este píxel (qué color se asigna) GxC-Introducción A. García-Alonso 22

Utilidades

•

Distinguir :

– Ficheros (estructuras de datos, sintaxis, semántica) – Librerías, APIs, Toolkits – Scene graphs – Motores

• •

Distinguir estándares

– “

de facto standard”, industrial standard

– Estándar oficial (ISO, ANSI, CEN, UNE, DIN )

Irán apareciendo en distintos capítulos

•

Ahora nuestro objetivo es insistir en que :

– Al encontrar esas utilidades hay que entender para qué sirve cada una y conocer su área de aplicación GxC-Introducción A. García-Alonso 23

Arquitectura básica

• • • •

Procesadores (reparto de tareas, cuellos de botella)

– CPU(s) – Tarjeta(s) gráfica – Bus

Frame Buffer

– Nº píxeles – En cada píxel (índice, 8bits, RGB, alpha, z-buffer, doble, estéreo) – Microsoft Windows :

popupmenu

de “Display”

Monitor Sistemas de entrada

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Conceptos de interacción

• •

Técnicas:

– Petición (request) – Muestreo (sample) – Sucesos o eventos (events)

Sistemas gobernados por eventos

– El control lo dirige un sistema centralizado – Asociamos procedimientos a sucesos :

callbacks

– Se verá con ejemplos prácticos (glut, en OpenGLprimer) A. García-Alonso GxC-Introducción 25

Gestor I/F de usuario

• • •

Tareas : captar input



generar feedback

– Gestión entrada :h/w & s/w – Gestión imágenes 3D • Actualización del

frame buffer

(realimentación gráfica)

Sistemas gestión de la entrada

– Ventanas con contenido 3D en sistemas 2D (ratón y teclado) • Microsoft Windows : MFC, librería glut, Direct Input • The X Window System : Graphic Context, Drawing Area – Otros •

Full screen

“pantalla completa” (en estéreo es obligado) • h/w para i/o y s/w de i/f específicos

Gestión imágenes 3D (bajo y alto nivel) …

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...

•

Gestión imágenes 3D

– “Bajo nivel” • Tareas – Gestión “en serie” de los elementos de la escena – Elementos de la escena » Primitivas gráficas » “Atributos” (≠ edición imágenes) – Variables de estado  Generación imagen • Sistemas – OpenGL – Direct 3D – “Alto nivel”

…

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...

•

(... Gestión imágenes 3D)

– “Alto nivel” (diversos niveles) • Tareas – Gestión global de los elementos de la escena – Árbol escena – Carga/descarga de memoria – Gestión elementos no visibles – Elección del modelo geométrico: Nivel detalle, Textura – Elección de la técnica de presentación (rendering) • Sistemas – Java 3D – Inventor – Performer – [ Fahrenheit, Hewlett Packard ]  R.I.P.

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Scan conversion

(Diapositivas) • •

ACM educational set 1993 (a)

– Ecuación de la línea – DDA

Digital Differential Analyser

– Bresenham (control del error)

Otras aplicaciones de esta idea

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