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Programa Unidade Curricular

Curso
Unidade Curricular
Ano
Periodo
ECTS
Ano Letivo
Engenharia da Computação Gráfica e Multimédia
Computação Gráfica
3
S1
5
201920

 
T
TP
TC
P
PL
L
S
E
EC
O
OT
Horas de Contacto
0
24
0
0
40
0
0
0
0
0
0

Equipa Docente
Nome
Carga Letiva na UC
Responsável
Paula Alexandra Carvalho de Sousa Rego
64

Resumo
Pretende-se com esta Unidade Curricular proporcionar aos alunos uma visão das diferentes transformações que ocorrem ao longo da pipeline de rendering, desde a definição do modelo geométrico tridimensional, até à criação da imagem final bidimensional a ser apresentada no dispositivo de visualização, através da aprendizagem e da implementação de algoritmos e conceitos que estão na base da Computação Gráfica a duas e três dimensões.

Objetivos da Aprendizagem
1- Explicar, distinguir e aplicar diferentes métodos de iluminação e sombreado
2- Explicar o vocabulário conceptual usado na descrição da pipeline de rendering 3D e descrever e contextualizar as diferentes transformações ao longo da pipeline
3- Explicar, comparar e implementar os algoritmos básicos para rasterização de linhas e circunferências, preenchimento de polígonos e recorte 2D
4- Discutir o sistema de coordenadas 3D e as alterações necessárias para estender operações de recorte 2D a 3D
5- Identificar, comparar e implementar diferentes modelos de representação de malha poligonal
6- Descrever, comparar e desenhar curvas polinomiais paramétricas
7- Caracterizar e distinguir modelos de representação de sólidos
8- Descrever, distinguir e implementar algoritmos de determinação de superfícies visíveis
9- Caracterizar e comparar modelos de cor e descrever a sua aplicabilidade na computação gráfica
10- Descrever a interação da luz com a cena e perceber como a imagem é criada

Conteudos Programáticos
Horas
1- Pipeline de Rendering
2
2- Primitivas Gráficas
II.1 Rasterização de Pontos, Linhas e Círculos
II.2 Preenchimento de Áreas
II.3 Recorte 2D de Linhas e Polígonos e extensão para 3D
12
3- Visualização 3D
III.1 Coordenadas de visualização e enquadramento
III.2 Projecções / Transformações
III.3 Volumes de visualização
III.4 Transformação janela-viewport
18
4- Representações 3D de Curvas e Superfícies
IV.1 Malhas poligonais
IV.2 Curvas Paramétricas Cúbicas
IV.3 Superfícies Paramétricas Bicúbicas
IV.4 Modelos Fractais
8
5- Representações 3D de Sólidos
V.1 Operações Booleanas
V.2 Sólidos parametrizados
V.3 Modelação por extrusão e rotação
V.4 Representações por partição espacial
V.5 Métodos construtivos
4
6- Cálculo de Visibilidade
VI.1 Técnicas para algoritmos eficientes
VI.2 Algoritmos
8
7- Cor e Luz
VII.1 Propriedades da Luz
VII.2 Diagrama da Cromatância CIE
VII.3 Modelos de Cor para Grafismo
2
8- Iluminação e Sombreado
VIII.1 Modelos de iluminação local
VIII.2 Transmissão e reflexão
VIII.3 Métodos de sombreado
VIII.4 Iluminação Global
VIII.5 Outras técnicas de síntese de imagem
10

Metodologias de Ensino
As aulas exploram os princípios e técnicas que estão na base da criação de imagens 2D a serem apresentadas num dispositivo de visualização, a partir de um modelo geométrico 3D.
As aulas teórico-práticas assentam em metodologias de exposição teórica dos conteúdos e visionamento de exemplos, com recurso a meios de projeção audiovisuais.
Nas aulas práticas são resolvidos exercícios ilustrativos de aplicação e desenvolvidas pequenas implementações práticas, tendo em vista a consolidação dos conceitos e algoritmos expostos, usando a plataforma de desenvolvimento Microsoft Visual Studio e a linguagem CSharp. Os exercícios/implementações práticas são discutidos e corrigidos em interação com os alunos.
Os conteúdos expostos são também integrados na resolução de um projeto de pequena dimensão desenvolvido no decurso do período letivo, com acompanhamento direto da docente e através da plataforma de e-learning.

Avaliação
Assiduidade
A assiduidade é obrigatória nas aulas PL (>80%). Os alunos ficam aprovados à UC se obtiverem uma classificação final igual ou superior a 9,5 valores e não tenham reprovado por faltas.

No período letivo: avaliação periódica
A classificação final é a soma ponderada das seguintes componentes de avaliação:
AE - Avaliação Escrita - 50%, classificação final mínima de 8 valores - duas avaliações escritas realizadas ao longo do semestre, cada uma com peso de 25% e classificação mínima de 7 valores; a média das avaliações tem classificação final mínima de 8 valores;
ME - Mini-exercícios - 20%;
PI - Participação e Interesse demonstrado nas aulas - 05%;
TP - Trabalho Prático - 25%, classificação final mínima de 8 valores - realizado no período extracurricular;
Os alunos Trabalhadores Estudantes podem optar por reverter os 25% da componente ME+PI para a componente AE, devendo para o efeito informar o docente dessa intenção, por e-mail, no início do ano letivo.

Nas épocas de exame
A classificação final é a soma ponderada das seguintes componentes de avaliação:
AE - Avaliação Escrita - 70%, uma avaliação escrita com a classificação final mínima de 8 valores
TP - Trabalho Prático sujeito a enunciado próprio - 30%, classificação final mínima de 8 valores
A avaliação por exame normal é acessível apenas a quem não tenha comparecido a nenhum momento de avaliação durante o período letivo, e não tenha reprovado por faltas.

Bibliografia Principal
Foley, J.D., Van Dam, A., Feiner, S. K., Hughes, J. F. & Phillips, R. L. (1994). Introduction to Computer Graphics (2nd ed.). Reading : Addison-Wesley *
Hearn, D. & Baker, M. P. (1994). Computer Graphics - C version (2nd ed.). Upper Saddle River, N.J: Prentice-Hall *
MSDN - Microsoft Developer Network. (2019). Graphics Methods. Retirado de https://msdn.microsoft.com/library/system.drawing.graphics_methods.aspx
MSDN - Microsoft Developer Network. (2019). C# Programming Guide. Retirado de https://msdn.microsoft.com/en-us/library/67ef8sbd.aspx

(*) livro existente na Biblioteca da ESTG

Bibliografia Complementar
Foley, J.D., Van Dam, A., Feiner, S. K. & Hughes, J.F. (1993). Computer Graphics: Principles and Practice. Massachusetts : Addison-Wesley *
Angel, E. (2002). Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with OpenGL (3rd ed.). Reading : Addison-Wesley *
Carvalho, A. (2011). Práticas de C#: Programação Orientada por Objectos. Lisboa: FCA Editora de Informática
Petzold, C. (2002). Programming Microsoft Windows with C#. Redmond, WA: Microsoft Press
Robinson, S., Nagel, C., Watson, K., Glynn, J., Skinner, M. & Evjen, B. (2004). Professional C# (3rd ed.). Indianapolis, IN: Wiley Publishing
Slater, M., Steed, A. & Chrysanthou, Y. (2002). Computer Graphics and Virtual Environments: From Realism to Real-Time. Harlow, England: Addison Wesley

(*) livro existente na Biblioteca da ESTG
 
 
 

Em destaque

EM AGENDA

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Format: 2020-02-28
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