ATIVIDADE 2 _ DISCIPLINA Matemática e Física Aplicadas a Jogos - CURSO JOGOS DIGITAIS

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QUESTÃO 1
Para o desenvolvimento de jogos, design arquiteturais, filmes animados, simuladores, efeitos especiais, entre outras aplicações, é necessário um processo que aumente a eficiência e, ao mesmo tempo, reduza o custo na geração de imagens bi-dimensionais e tri-dimensionais. Isto pode ser feito a partir de modelos abstratos por meio de programas de aplicação, e as técnicas e funcionalidades utilizadas variam imensamente de acordo com o projeto.
Dito isso, e considerando os estudos realizados, como se chama o processo de gerar imagens bidimensionais a partir de uma cena ou objeto tridimensional?
 .Smoothing (suavização).
 .Clipping.
 .Anti-aliasing.
 .Rasteirização (rastering).
 RESPOSTA CORRETA: Renderização (rendering)
Correto! Renderização é o processo de obtenção de um produto final por meio de um processamento digital específico.
QUESTÃO 2
O termo "sombreamento" (ou shading) significa o processo de deixar a cor ou o brilho variar suavemente na superfície. O sombreamento é uma ferramenta importante para criar imagens realistas, principalmente quando combinadas com modelos de iluminação que calculam cores das propriedades do material e das propriedades da luz, ao invés de usar cores definidas explicitamente pelo programador. Os programas de sombreamento são assim chamados porque foram originalmente destinados ao controle de sombreamento de triângulos. No entanto, eles podem ser usados para muitos outros fins.
Dito isso, e considerando os estudos realizados no e-book da disciplina, é correto afirmar que não é um tipo de sombreamento:
 .Smooth shading.
 .Flat shading.
 . RESPOSTA CORRETA: Bézier shading.
Resposta correta. Uma superfície de Bézier é definida por um conjunto de pontos de controle. Embora seja semelhante à interpolação em muitos aspectos, uma diferença fundamental é que a superfície, em geral, não passa pelos pontos de controle central, mas é "esticado" na direção deles, como se cada um fosse uma força atraente. Eles são visualmente intuitivos e, para muitas aplicações, são matematicamente convenientes.
 .Phong shading.
 Gouraud shading
QUESTÃO 3
Problemas de aliasing surgem ao converter entre representações analógicas e digitais, ou ao converter entre diferentes representações digitais de resolução. Um exemplo simples são as linhas irregulares que resultam ao desenhar uma linha reta em pixels de uma matriz retangular. Esses problemas de aliasing
podem ser particularmente perturbadores para cenas animadas.
Uma maneira simples de reduzir drasticamente os problemas de aliasing em um programa OpenGL é incluir as duas linhas a seguir para ativar o antialiasing
de multisampling (MSAA):
glfwWindowHint(GLFW_SAMPLES,4); // Invoca o MSAA
glEnable(GL_MULTISAMPLE);
Considerando estas informações, qual o principal recurso que um jogo que utiliza a técnica de multisampling vai consumir do computador?
 .Memória de Hard Drive.
 .Capacidade de Processamento da GPU.
 .Um monitor Full HD.
 .Capacidade de Processamento da CPU.
 RESPOSTA CORRETA: Memória de Acesso Randômico (RAM)
Resposta correta. Devido ao fato de utilizar quatro valores de cores e profundidade por pixel, a única forma de realizar a alocação da memória a ser utilizada no anti-aliasing
de várias amostras ( multisampling) é por meio de alocação dinâmica de memória em tempo de execução. Mesmo que o processamento do código se dê na GPU, o principal recurso sendo consumido é o da memória, principalmente para animações complexas.
QUESTÃO 4
Para que um jogo seja atrativo, são necessários alguns elementos básicos que fazem parte da ciência por trás do desenvolvimento de jogos.
Dito isso, e considerando os estudos realizados, é possível afirmar que não faz parte dos cinco elementos do Design de Jogos:
 . RESPOSTA INCORRETA: o espaço. 
Resposta incorreta. Este elemento faz parte do Design de jogos. Tente responder novamente, levando em consideração aqueles elementos que fazem parte da estrutura externa do jogo.
 . as regras.
 .os componentes.
 . RESPOSTA CORRETA: os recursos. 
 a mecânca
QUESTÃO 5
Para realizar animação em tempo de programação, basta desenhar uma sucessão de cenas estáticas, chamadas quadros, mostrando uma instância no tempo. Ou seja, o movimento é apenas uma ilusão visual; A ilusão de movimento é obtida exibindo rapidamente quadros sucessivos. Filmes e vídeos normalmente têm uma taxa de quadros de 24 ou 48 quadros por segundo. As taxas de quadros em gráficos de computador, por sua vez, podem variar com a potência do computador e com a complexidade da renderização de gráficos, mas geralmente é desejável ter 30 quadros por segundo e, mais idealmente, obter 60 quadros por segundo. Essas taxas de quadros são bastante adequadas para proporcionar um movimento suave na tela.
Dito isso, e considerando os estudos realizados, selecione o trecho de código a seguir que corresponde ao comando correto para configurar uma taxa de 24 fps (frames por segundo) em OpenGL:
 . while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    myRenderScene();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwSetFps(24.0/1.0);  }
 RESPOSTA CORRETA:
 while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    myRenderScene();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwWaitEventsTimeout(1.0/24.0);  }
Resposta correta. O comando exibido mostra a utilização da função glWaitEventsTimeout, da biblioteca glfw3, em que se pode definir diversas rotinas para diferentes técnicas avançadas em OpenGL, incluindo a de double buffering, para animação.
 . while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    myRenderScene();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwWaitEventsTimeout(24.0/1.0);  }
 . while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    myRenderScene();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwWaitEventsTimeout(1.0/60.0);  }
 . while (!glfwWindowShouldClose(window)) {
    myRenderScene();
    glfwSwapBuffers(window);
    glfwSetFramesPerSecond(24.0/1.0);  }
QUESTÃO 6
O OpenGL é uma API independente de plataforma (interface de programação de aplicativos) para renderização de gráficos 3D. Uma grande vantagem do uso do OpenGL é que ele é um padrão do setor amplamente suportado em diversos sistemas operacionais, ambientes e plataformas. Para suportar o desenho da Computação Gráfica 3D, bibliotecas dessa natureza tratam a tela do computador (display) como um espaço de coordenadas euclidiano, tridimensional, x-, y- e z-, sendo esta última coordenada a percepção de profundidade, ou proximidade do usuário com a imagem ou animação.
Para projetar gráficos bidimensionais 2D, faz-se necessário o uso de alguns artifícios matemáticos e físicos para manipular o espaço de coordenadas.
Dito isso, os códigos mostrados nas alternativas mostram a construção de uma matriz no espaço de coordenadas, representando a construção de um triângulo 2D, bidimensional, ou seja, plano. Assim, em qual das opções esse triângulo ficaria projetado sem a noção de profundidade, ou seja, adequado para um jogo em 2D?
 . float verts2[] = {
0.0, 0.25, 0.5, // Vértice w 0
0.0, 1.25, 1.0, // Vértice w 1
0.0, 0.75, 1.5, // Vértice w 2
0.0, 1.75, 1.8,  // Vértice w 3
0.0, 2.0, 3.0,  // Vértice w 4
0.0, 1.05, 2.5, // Vértice w 5 }.
 . float verts2[] = {
0.0, 0.25, 0.5, // Vértice w 0
1.25, 0.0, 1.0, // Vértice w 1
0.75, 1.5, 0.0, // Vértice w 2
0.0, 1.75, 1.8, // Vértice w 3
2.0, 0.0, 3.0,  // Vértice w 4
1.05, 2.5, 0.0, // Vértice w 5 }.
 . float verts2[] = {
0.25, 0.5, 0.0, // Vértice w 0
1.25, 0.0, 1.0, // Vértice w 1
0.0, 0.75, 1.5, // Vértice w 2
1.75, 1.8, 0.0, // Vértice w 3
2.0, 0.0, 3.0,  // Vértice w 4
0.0, 1.05, 2.5, // Vértice w 5 }.
 . float verts2[] = {
0.25, 0.0, 0.5, // Vértice w 0
1.25, 0.0, 1.0, // Vértice w 1
0.75, 0.0, 1.5, // Vértice w 2
1.75, 0.0, 1.8, // Vértice w 3
2.0, 0.0, 3.0,  // Vértice w 4
1.05, 0.0, 2.5, // Vértice w 5 }.
 RESPOSTA CORRETA: 
float verts2[] = {
0.25, 0.5, 0.0, // Vértice w 0
1.25, 1.0, 0.0, // Vértice w 1
0.75, 1.5, 0.0, // Vértice w 2
1.75, 1.8, 0.0, // Vértice w 3
2.0, 3.0, 0.0,  // Vértice w 4
1.05, 2.5, 0.0, // Vértice w 5
0.4, 2.4, 0.0, // Vértice w 6}.
Perfeito!Você pensou corretamente e certamente deve ter analisado a relação funcional em OpenGL. Para realizar esse ajuste, é necessário zerar as coordenadas ‘z’ de todos os pontos do triângulo, que são representadas pela última informação ponto a ponto da matriz.
QUESTÃO 7
Em OpenGL, os modos de exibição conceitual de pontos, linhas e triângulos são descritos no espaço usando coordenadas x, y, z. A ideia crucial é que uma superfície tridimensional arbitrária exibida em tela pode ser aproximada por um conjunto de triângulos, e suavizada nos vértices desses triângulos por meio de técnicas de sombreamento. Existem três modelos para os modos gráficos de exibição: (1) pontos de desenho, (2) linhas de desenho e (3) triângulos de desenho. Os três modelos são diferentes arquiteturas de hardware para exibição gráfica. Os pontos de desenho correspondem ao modelo de uma imagem gráfica, como uma matriz de pixels num formato retangular. Por sua vez, as linhas de desenho correspondem à exibição vetorial de gráficos. Finalmente, o desenho de triângulos corresponde aos métodos usados pelos sistemas gráficos mais modernos, que podem exibir imagens tridimensionais. Esses modelos são representados em tempo de programação por identificadores de layout.
Figura 3: Triângulos e métodos de geração em OpenGL
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
Dito isso, e considerando os estudos realizados, qual modo não é um identificador de layout primitivo de entrada válido?
 .lines.
 RESPOSTA CORRETA:.triangle_strip.
Resposta correta. O tipo de dado para triângulos não válido é o gl_triangle_strip. Todas as outras opções são tipos de entradas válidos.
 .gl_triangles.
 .points.
 triangles_adjacency
QUESTÃO 8
Uma imagem digital é composta de linhas e colunas de pixels. Em termos de coordenadas, um pixel pode ser identificado por um par de números inteiros, fornecendo o número da coluna e o número da linha. Por exemplo, o pixel com coordenadas (3,5) estaria na coluna número 3 e na linha número 5 (Figura 1). Convencionalmente, as colunas são numeradas da esquerda para a direita, começando com zero.
Figura 1: Posição endereçável em um sistema de coordenadas
Fonte: Eck, 2018.
Pixels são uma aproximação. Se imaginarmos que há uma imagem ideal verdadeira que queremos exibir, qualquer imagem que exibirmos colorindo pixels é uma aproximação.
Levando o exposto em consideração, as propriedades/atributos fundamentais de um pixel são:
 .pixel é um ponto e, como tal, não têm propriedades.
 .cor e forma.
 .área e posição.
 .área e forma.
 RESPOSTA CORRETA: cor e posição
Correto! Pixels são normalmente representados como vetores (posição, cor), por meio da aproximação de uma dupla, representando a posição aproximada no plano cartesiano, e com uma tripla, representando a cor <R,G,B> atribuída.
QUESTÃO 9
Os sistemas gráficos modernos oferecem uma enorme flexibilidade na forma como a renderização ocorre. A funcionalidade mais simples é obtida escrevendo um sombreador de vértice ( vertex shader) e de um de fragmento ( fragment shader). Um sombreador de vértice é um pequeno programa que é executado uma vez para cada vértice. As principais entradas para um sombreador de vértice são os atributos de um único vértice. Em uma aplicação típica, o sombreador de vértice pode receber as coordenadas x, y, z do vértice e, talvez, uma coordenada de cor ou textura. O sombreador de vértice pode fazer cálculos bastante sofisticados, incluindo alterar os dados por vértice, as coordenadas de cor ou textura ou, até, a posição do vértice. A saída principal do sombreador de vértice é um valor que fornece as coordenadas x, y do vértice nas coordenadas da tela, que também fornece um valor de “profundidade” que será usado para o cálculo da superfície oculta.
Um sombreador de vértice produz outros valores específicos do sombreador, como os componentes RGB, vermelho, verde e azul da cor do pixel.
Dito isso, e considerando os estudos realizados, qual das alternativas a seguir descreve um tipo de entrada inválido para um vertex shader?
 .Vetores Double: dvec4.
 . RESPOSTA CORRETA: Estruturas: struct vertex {vec4 Color; }.
Resposta correta. O OpenGL não permite o tipo de entrada de estrutura de Color para o vertex shader, que é declarado como unsigned int.
 .Arrays: vec4[2].
 .Vetores inteiros do tipo int[2].
 Vetores inteiros de 3 componentes: vec3.
QUESTÃO 10
As entradas para o sombreador de fragmento correspondem aos valores específicos do sombreador emitidos pelo sombreador de vértice. Por padrão, cada entrada desse tipo no shader de fragmento é calculada como uma média dos valores específicos do shader correspondente, produzidos pelo shader de vértice. Ou seja, ao renderizar um triângulo, uma entrada para o shader de fragmento é uma média das saídas dos shaders de vértice para os três vértices do triângulo.
Assim, por que o fragment shader é necessário na triangularização para o OpenGL?
 RESPOSTA CORRETA:.Para calcular a cor necessária para suavizar a imagem, pixel por pixel.
Resposta correta. Também conhecido como pixel shader, a função principal do sombreador de fragmento é calcular a cor suavizada de cada pixel a ser exibido no triângulo. Ele é chamado quando os pixels são renderizados em um buffer de estrutura.
 .Para invocar os pixels renderizados em um buffer de estrutura ( framebuffer).
 .Para calcular a melhor posição para os pontos do triângulo e para fazer adaptações na imagem, se necessário.
 .Para calcular a cor necessária para suavizar a imagem, nos pontos de cada vértice.
 Para dividir a imagem em fragmentos e as sombrearem.