Computacion grafica

Computación Gráfica
Introducción y Conceptos Fundamentales
1. Introducción general con conceptos claves
2. Historia de Computación Gráfica
3. El proceso de rendering CG en 3D
4. OpenGL: librería gráfica. API
5. Dispositivos gráficos y gráfica interactiva
Contenido
* Primer computador digital: década de los 40
* Tecnología pantallas de rayos catódicos 1950
* MIT, permitedesarrollo de computadores comerciales
* Desarrollo de hardware y software financiado por industria automotriz y espacial. Primer sistema CAD y FEM 1965, Lockeed.
Despegue masivo en década del 80:
* Desarrollo computadores personales raster (Xerox, IBM).
A partir de década del 80
* Explosión de aplicaciones gráficas, fáciles de crear, baratas (década 80)
* Modelamiento de sólidos enUnix:
* Metáforas o conceptos claves.
* ambiente desktop (escritorio) para organizar pantalla.
* conjunto de ventanas rectangulares, cada window es terminal virtual.
* despliegue de íconos (representación de archivos, programas, impresoras, etc.)
* manipulación directa de los objetos (apuntar y clickear).
* Aplicaciones científico-tecnológicas:ciencias, ingeniería, medicina.
* Otras aplicaciones de la vida diaria: TV comercial, cine, educación
(1) Tesis doctoral de Iván Sutherland 1963: sistema de dibujo
Sketchpad
* estructura de datos
* almacenamiento de jerarquías de símbolos (replicación fácil de componentes estándar)
* técnicas de interacción: teclado y lápiz de luz capaz de apuntar, dibujar, hacer elecciones
*algoritmos básicos.
Origen de Computación Gráfica interactiva moderna
(2) Necesidades de la industria automotriz y aeroespacial
Actividades CAD (computer aided design) y CAM (computer
aided manufacturing)
A mediados de los 60:
* Muchos proyectos de investigación
* Medio más natural de comunicación con computador
* Aprovecha habilidades humanas altamente desarrolladas dereconocimiento de patrones 2D y 3D que permiten percibir y procesar rápidamente datos gráficos
* Visualización científica: muy importante desde 1980
* Permite sintetizar objetos concretos y también abstractos (moléculas químicas, objetos matemáticos)
Computación Gráfica
_ Uso de imágenes dinámicas para visualizar: evolución de
fenómenos (se necesitan más de 15 cuadros / seg). Usuario
puedecontrolar la animación: velocidad, zoom, cantidad de
detalle, relación entre objetos. Ejemplo: simuladores de vuelos
Conceptos y elementos básicos en
computación gráfica
* Tubo de rayos catódicos.
* Tecnología raster, frame buffer, tasa de refresco
* Modelo de color RGB
* Rendering (proceso completo de visualización de escena 3D)
* Modelación de la superficie 3D de los objetos (enbase a mallas de polígonos)
* Transformaciones geométricas básicas y transformaciones de proyección (tambien geométricas)
* Luces de la escena
* Modelo de iluminación
* Algoritmos (algoritmos raster, eliminación de superficies ocultas,
* algoritmos de clipping, etc)
CG y procesamiento de imágenes
_ Computación Gráfica 3D
Síntesis “gráfica” de objetos reales o imaginarios apartir de
modelos matemático / computacionales. Se usan algoritmos /
procedimientos que permiten obtener la imagen raster final en 2D
_ Procesamiento de imágenes
Proceso inverso: Análisis de imágenes 2D, o reconstrucción de
modelos 2D y 3D a partir de sus imágenes
Por supuesto estos “mundos” se intersectan
MCRivara 2010 8
Historia desde el punto de vista de CG (1)
Principios de los 60s:Animación computacional para simulación
física;
Edward Zajac visualiza investigación satelital usando CG en 1961.
1963: Sutherland (MIT)
Sketchpad (dispositivo de manipulación directa paraCAD)
Dispositivos vectoriales (caligráficos) de despliegue
Técnicas interactivas
Douglas Eglebart inventa el mouse
1968: Evand & Sutherland fundan compañía de CG
1969: Primera SIGGRAPH
Finales 60’s...