COMPUTAÇÃO GRÁFICA

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MÓDULO 1 E 2 
 
COMPUTAÇÃO GRAFICA 
RESUMO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
"Computação Gráfica é a área da Ciência da Computação que trata a geração, manipulação e 
interpretação de modelos matemáticos, na forma de imagens, utilizando o computador." 
"A Computação Gráfica consiste no conjunto de métodos e técnicas de converter dados para 
um dispositivo gráfico, via computador." 
“A computação gráfica é a área da ciência da computação que estuda a transformação dos 
dados em imagem. Esta aplicação estende-se à recriação visual do mundo real por intermédio 
de fórmulas matemáticas e algoritmos complexos. 
A computação gráfica engloba pelo menos 3 sub-áreas: 
 
 Síntese de Imagens - representações visuais de objetos criados pelo 
computador a partir de especificações geométricas e visuais de seus 
componentes, ou seja, da representação gráfica da informação. 
Exemplos: elaboração de um de um determinado evento registrado em uma 
planilha, o registro digital de uma imagem por meio de um scanner ou câmera, 
a criação de imagem de uma cena para um filme de animação. 
 
 
 Processamento (Manipulação) de Imagens - tratamento da imagem em 
sua forma digital, suas transformações e melhoramentos. 
 Exemplos: A restauração de uma fotografia antiga utilizando meios digitais, o 
realce de detalhes de uma imagem de uma câmera de segurança, a 
vetorização de uma imagem cartográfica (isso já não seria objeto da área de 
análise?). 
 
 
 Análise de Imagens (Visão Computacional) - a especificação dos 
componentes da imagem a partir de sua representação visual. 
 Exemplos: o reconhecimento de caracteres em um texto digitalizado, 
levantamento topográfico, etc. ... a partir de imagens de satélite ou 
aerofotogrametria. Reconhecimento de digitais. 
 
 
 
 
Conceito de Primitivas Gráficas 
São elementos básicos que formam um desenho. Podem ser 2d ou 3d. 
Exemplos: Ponto, segmento, polilinha, polígono, arco de elipse, etc. 
Em 2D: pontos, linhas, polilinhas, retângulos, circunferência, elipse, etc. ... 
Em 3D: planos, caixas, esferóides, cilindros, cones, etc. ... 
Em 2D: WritePixel(x,y,cor), cor = GetColor(x,y), 
Form1.Canvas.Pixel[x,y]:=RGB(r,g,b) 
Em 3D: plane{ y,0 texture{pigment{color rgb <r,g,b>}}}} 
 
 
 
Rasterização 
 
É a tarefa de tomar uma imagem descrita vetorialmente e convertê-la em uma 
imagem raster (matriz de pixel) para a saída em vídeo ou impressora. 
Resumo: transformar um elemento que é vetor em raster (PIXEL). 
 
 
 IMAGEM VETOR  IMAGEM RASTER 
 RASTERIZAÇÃO 
 
 
Gráficos Vetoriais: 
Prós: imagem fácil de dimensionar. 
Contras: É impossível transmitir 
suavemente as transições de cores, 
como na raster. 
Aplicação: impressão e design de 
flyers, brochura, materiais 
promocionais, cartões de visitas, 
logotipos, etc. 
 
Gráfigos Raster: 
Prós: imagem muito clara; sutilmente 
transmite a mudança no fluxo de 
cores, tons e sombras. 
Contras: perde qualidade quando o 
tamanho é aumentado; imagens em 
alta resolução ocupam bastante 
espaço. 
Aplicação: edição de fotografia, 
criação de mock up e objetos gráficos 
com uma grande gama de cores. 
 
 
 
 
 
RENDERIZAÇÃO 
 
Renderizar é o ato de compilar e obter o produto final de um processamento 
digital. 
Por exemplo: toda aquela sequência de imagens que você montou na sua linha 
do tempo precisa ser condensada em um vídeo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÓDULO 02 
 
Primitivas gráficas - TIPOS 
São elementos básicos que formam um desenho. 
****CG = computação gráfica** 
 
PONTO - Trataremos o ponto em CG como um pixel (a menor unidade gráfica 
manipulável), cujas propriedades são: 
– Posição no plano 
– Cor. 
 Como visto, o tamanho do pixel vai depender da resolução gráfica e 
tamanho físico do dispositivo de exibição da imagem (Computador etc..). 
 O PIXEL tem forma, dimensão, mas estes atributos não são, em geral, 
manipuláveis diretamente através de funções e dependem do hardware. 
 As operações de manipulação de pixels representam uma das essências 
da CG, pois a partir dessa manipulação, imagens são construídas ou 
alteradas. 
– Os elementos gráficos mais complexos que o ponto exigem uma sequência de 
ações para que possam ser construídos. 
Por outro lado, em CG, tanto o PONTO quanto o PIXEL são objetos de um 
desenho que se inscreve em um espaço bidimensional. 
No caso do ponto matemático tal espaço pertence ao R2. Já o pixel é um 
elemento de uma matriz de tamanho W x H (Width-largura e Height-altura, em 
pixels, da matriz do dispositivo gráfico de saída), cujas coordenadas pertencem 
ao N2. 
(R é o conjunto dos números reais e N é o conjunto dos naturais). 
 
MAPEAMENTO WINDOW-TO-VIEWPORT 
 
Objetivo: obter uma matriz de transformação que quando aplicada aos objetos 
contidos na parte do “mundo” que se pretende mostrar, mantenha a posição 
relativa entre eles. 
Exemplo: certo: escala não uniforme: 
 
 Como as coordenadas do PONTO, que formam um VETOR com valores 
no espaço real, e as coordenadas do PIXEL são elementos de uma 
MATRIZ, possuindo coordenadas inteiras e positivas, devemos converter 
os valores adequadamente. 
Esse cálculo é denominado de MAPEAMENTO WINDOW-TO-VIEWPORT. 
Podemos chamá-lo de RASTERIZAÇÃO do ponto, já que o termo rasterização 
(rastering) é o processo de converter vetores para pixels em dispositivos raster. 
(lembre que as coordenadas de um ponto é uma grandeza vetorial). 
 
 
 
 Uma vez que o espaço disponível para desenho no dispositivo gráfico de 
saída é limitado pela matriz de pixels, devemos especificar os valores 
mínimos e máximos de uma JANELA DE VISUALIZAÇÃO (viewport) na 
qual visualizaremos o nosso modelo matemático (desenho, função, etc...) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas de Referência 
Um sistema de coordenada é denominado de Sistema de Referência quando servir 
para alguma finalidade específica. 
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. 
 
 
Sistema de Referência do Objeto – SRO 
– É o sistema de coordenadas onde se definem os modelos dos objetos da 
aplicação. 
– Trata o objeto como um miniuniverso individual; 
– Cada objeto tem suas particularidades descritas em função de seu sistema; 
– Geralmente o centro do sistema de coordenadas coincide com o seu centro de 
gravidade (pivô). 
 
 
 
Sistema de Referência do Universo – SRU 
– Descreve os objetos em termos das coordenadas utilizadas pelo usuário em 
determinada aplicação; 
– Cada tipo de aplicação especifica o seu universo de trabalho próprio. 
– Por exemplo, uma aplicação CAD de arquitetura o universo é dado em metros 
ou centímetros. Para uma aplicação de mecânica de precisão, o universo estará 
em milímetros ou nanômetros. 
 – Cada um destes sistemas tem uma escala e seus limites extremos 
(coordenadas mínimas e máximas do universo). 
 
 
 
 
Sistema de Referência do Dispositivo – SRD 
– Utiliza coordenadas que podem ser fornecidas diretamente para um dispositivo 
de saída específico; 
 – Em vídeo pode indicar o número máximo de pixels que podem ser acesos ou 
a resolução especificada na configuração do sistema operacional. 
• Ex. (800 x 600), (1.024 x768) 
• Nesse caso, a origem é o canto superior esquerdo do dispositivo. 
 
 
– Sistema de Referência Normalizado– SRN 
 
– Trabalha com coordenadas normalizadas (valores entre 0 e 1, onde 0≥x ≥1 e 
0 ≥y ≥1); 
 – Serve como um sistema de referência intermediário entre o SRU e o SRD; 
– Torna a geração das imagens independente do dispositivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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