apostila comp.grafica 2018 pages 38 80 (1)

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Técnicas de produção de imagem 
 
 Recursos de produção imagens 
 
 Inserção das técnicas produção imagens 
 
 Abordagem das mídias digitais 
 
 
 
Dispositvos móveis 
São as técnicas utilizadas na criação, planejamento, implantação e execução 
de projetos para ambientes digitais, como websites, redes sociais, dispositivos 
móveis (celulares e tablets) e portais na internet. Para essa finalidade, esse 
profissional utiliza recursos de texto, imagem, som e animação que permitem a 
interatividade. Em vídeo, ele atua na edição de imagens e na inserção de 
vinhetas eletrônicas, em trilhas sonoras e em textos, além de criar e roteirizar 
peças em diversas mídias. Cuida da fotografia e dos trabalhos em computação 
gráfica para cinema, TV e mídia digital. Promove convergências de mídias, 
como web rádios e web TVs. Lida com a realidade virtual e cria ambientes 
interativos utilizando softwares, linguagens computacionais e ferramentas de 
navegação pela internet. Em parceria com jornalistas, esse profissional pode 
trabalhar em provedores de conteúdo, agências de publicidade e editoras. 
Podem atuar em produtoras de vídeo, agências de publicidade, emissoras de 
rádio, televisão e portais de internet. 
 
Design digital 
Coordenar desenhistas, ilustradores e diagramadores na elaboração do 
desenho das páginas de sites na internet, equilibrando texto e imagem. 
Dominar ferramentas de computação gráfica para desenvolver interfaces de 
mídias digitais. 
Edição de som 
 
Aula 4 
Objetivos de aprendizado: 
 
Conhecer os tipos de produção de 
imagem pelo computador. 
 
Compreender os termos técnicos e 
ferramentas computacionais. 
 
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Montar arquivos com músicas, diálogos, monólogos ou vinhetas para 
veiculação em mídia eletrônica. 
Edição de texto 
Participar de equipes multidisciplinares na elaboração e montagem de textos e 
hipertextos para auxiliar a navegação na internet e em CDs-ROM. 
Tecnologia da mídia 
Definir e acompanhar a aplicação de softwares para a internet. Estabelecer 
links, abrir imagens, reproduzir arquivos de som e amarrar hipertextos. 
Computação gráfica 
Criar interfaces para cinema, TV e mídia digital. 
 
O processo de visualização por computador se realiza por meio de um conjunto 
de técnicas que permitem transformar os dados na memória da maquina em 
uma imagem que pode ser mostrada em diversos suportes bidimensionais, tais 
como monitor de TV, filme, vídeo, papel etc. Uma componente importante 
desse processo é o tipo de tratamento gráfico dos objetos na imagem. A 
visualização é conhecida no jargão da área como “rendering''. Esse termo, de 
um modo geral, é usado para se referir à representação visual de um 
determinado objeto. Neste artigo, pretendemos discutir a evolução da 
visualização desde o começo da Computação Gráfica, e fazer uma análise da 
situação atual face as aplicações em diversas áreas. 
 
De início observamos que o tipo de tratamento gráfico desejado em uma 
determinada imagem gerada por computador sofre dois tipos de influência. Por 
um lado temos o problema do equipamento disponível, que impõe limites à 
qualidade visual da imagem que podemos obter. Por outro lado, a evolução das 
técnicas da Computação Gráfica (assim como em outras áreas da ciência), 
depende da escolha dos problemas considerados relevantes pela comunidade 
dos pesquisadores. 
 
Pela natureza da Computação Gráfica, esses dois fatores devem ser 
considerados em qualquer estudo sobre o desenvolvimento da área. É 
importante ressaltar que eles agem de forma interdependente. À medida que 
as técnicas se aprimoram e os equipamentos evoluem, as aplicações nas 
 
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diversas áreas avançam e passam a ter grande influência nas pesquisas, 
canalizando dessa forma o desenvolvimento da área em determinadas 
direções. Faremos a seguir uma análise crítica dessa evolução pelo lado 
da linguagem visual que é exatamente a face mais conhecida da 
Computação Gráfica. 
Equipamentos Gráficos 
 
Os equipamentos gráficos podem ser divididos em duas grandes categorias 
que correspondem à natureza dos dados por eles utilizados. Temos assim os 
dispositívos vetoriais e matriciais. Os equipamentos do tipo vetorial trabalham 
com informações geométricas definidas por suas coordenadas espaciais, tais 
como pontos e linhas. Exemplos de equipamentos vetoriais de entrada e saida 
são respectivamente o “mouse'', que permite especificar pontos no plano, e os 
plotadores, que possibilitam o traçado de linhas. Os equipamentos do tipo 
matricial trabalham com informações de cor associadas à uma região do 
espaço. Exemplos de equipamentos matriciais de entrada e sáida são 
respectivamente o “scanner’’ que permite a aquisição de imagens e os 
monitores de video que possibilitam a exibição de imagens”. 
 
Os equipamentos vetoriais são baseados em uma tecnologia mais simples, 
mecânica / analógica, e por isso foram os primeiros dispositívos gráficos a 
serem desenvolvidos. Os equipamentos matriciais são baseados numa 
tecnologia mais sofisticada que requer alta capacidade de memória digital e só 
posteriormente se tornaram viáveis, em parte devido à consolidação da 
indústria de vídeo. 
 
Cada um desses tipos de dispositívo de entrada e saida gráfica é mais 
adequado à uma finalidade específica. Sendo, por esse motivo, todos 
igualmente importantes. Na realidade, eles podem ser considerados, de certa 
forma, complementares. Esse fato pode ser constatado nas estações gráficas, 
que congregam diversos tipos de equipamentos de entrada, processamento e 
saida, formando um sistema integrado. 
 
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É interessante notar que os dispositivos matriciais de saida são capazes de 
exibir dados vetoriais pela utilização da técnica de rasterização, que realiza a 
conversão entre os formatos vetorial e matricial. Por outro lado, a técnica de 
segmentação permite a conversão de dados matriciais em dados vetoriais. 
 
Essa é a base tecnológica que constitui o suporte operacional da Computação 
Gráfica. Nela, se necessário, podemos nos aprofundar indentificando 
subcategorias e analisando as características de cada uma delas. Veremos 
que a compreensão desses recursos gráficos é fundamental para o estudo dos 
sistemas de visualização. 
Técnicas de Visualização 
 
Vamos investigar as técnicas de visualização de acordo com a dimensão dos 
dados a serem visualizados. Temos então, os sistemas de visualização 2D 
(bidimensionais), 3D (tridimensionais) e genéricos (n-dimensionais). O 
resultado do processo de visualização é sempre uma imagem. Portanto, esses 
sistemas produzem informações visuais em um suporte bidimensional para 
representar dados de dimensão e natureza diversas. No caso de dados 
bidimensionais existe uma correspondencia entre as dimensões dos objetos 
visualizados e do espaço de representação. Nos outros casos, algum tipo de 
projeção deverá ser efetuado o que acarreta em uma perda inevitável de 
informação. 
 
Os sistemas de visualização 2D se dividem em programas de pintura e 
programas de desenho. 
Nos programas de pintura, o usuário especifica a cor de cada ponto da imagem 
utilizando técnicas interativas e de processamento de imagem. Nesse tipo de 
sistema, os dados correspondem exatamante às informações visuais a serem 
exibidas. Os objetos que podem ser manipulados se restringem à imagem (ou 
blocosda imagem) e seus elementos (pontos associados à informações de 
cor). Os sistemas de pintura requerem necessáriamente, para a saida de 
dados, dispositivos matriciais e para entrada de dados, dispositivos vetoriais 
que podem ser complementados por dispositivos matriciais. Exemplos de 
 
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programas de pintura disponíveis no mercado são o Paintbox, o Adobe 
Photoshop e o Fractal Painter. 
 
Nos programas de desenho, o usuário trabalha com objetos geométricos que 
possuem atributos visuais, tais como cor, de modo a serem convertidos em 
imagem. Com isso, acrescentamos uma etapa intermediária ao processo, 
aumentando o seu poder de descrição. Uma conseqüência importante é que 
passamos a ter o modelo geométrico, uma entidade independente da imagem 
que pode ser manipulada como tal (a noção de modelo irá assumir uma 
importancia ainda maior nos sistemas de visualização n-dimensionais, onde 
inexiste uma correspondencia direta entre os dados e a imagem). Os sistemas 
de desenho podem utilizar para saida de dados tanto dispositivos vetoriais 
quanto matriciais. Para entrada de dados, eles se utilizam primordialmente de 
dispositivos vetoriais. É possivel utilizar dispositivos matriciais em um sistema 
de desenho. Nesse caso o sistema deve ter recursos de segmentação para 
converter dados matriciais em vetoriais. Nos programas de desenho esse tipo 
de ferramenta é conhecida como “auto-trace'' (traçado automatico). Exemplos 
de programas de desenho disponíveis no mercado são o Corel Draw, o Adobe 
Illustrator e o Aldus Free Hand. 
 
Os programas de visualização 3D podem ser considerados como uma 
extensão dos programas de desenho em que os modelos geométricos são 
tridimensionais. Para a partir deles poder gerar uma imagem, devemos primeiro 
projeta-los no plano tornando-os bidimensionais. Esse processo emprega a 
metáfora da camera virtual: o usuário define imagens sintéticas de objetos 
tridimensionais como se os estivesse fotografando. Note que, além dos 
modelos geométricos, temos o modelo da camera o qual determina o tipo de 
projeção. Podemos ainda, simular a propagação da luz para formar a imagem 
tal como numa fotografia. Assim, necessitamos de um modelo da iluminação 
que inclue superfícies, fontes de luz e o meio transmissivo. Exemplos de 
programas de visualização 3D disponíveis no mercado são o 3D Studio e o 
Renderman. 
 
 
37 
Nos programas de visualização N-dimensionais, o problema é análogo ao caso 
tridimensional, com duas diferenças. Primeiro não existe uma familiaridade com 
espaços de dimensão maior que três. Segundo, os dados visualizados, em 
geral, nao tem nenhum significado geométrico à priori. Nesse tipo de sistema, 
procura-se representar o máximo de informações dimensionais usando todos 
os artifícios disponíveis, por exemplo, através de variações cromáticas e 
temporais. 
 
Representação Visual 
Podemos fazer uma análise da representação visual utilizada pela computação 
gráfica sob dois pontos de vista, a saber: dos meios e das técnicas de 
representação. 
Com relação aos meios de representação temos as imagens do tipo vetorial e 
do tipo matricial. As imagens vetoriais são constituidas por linhas de espessura 
e cor constantes. Consequentemente, os elementos gráficos se restringem as 
retas, curvas e padrões de linhas. Já nas imagens matriciais a cor pode variar a 
cada ponto do suporte visual. Os elementos gráficos matriciais são: regiões de 
cor sólida, gradações de cor e texturas. As imagens matriciais podem 
representar também elementos gráficos vetoriais através da rasterização. Por 
esses motivos, a representação matricial é mais completa e engloba a 
representação vetorial. 
 
Com relação às técnicas de representação temos as diversas maneiras de 
estruturar os elementos gráicos descritos acima. Essas técnicas são 
implementadas, como operações primitivas nos sistemas de visualização que 
constituem as diversas ferramentas de criação dos objetos gráficos e 
manipulação de seus atributos. Nos sistemas de pintura, essas ferramentas 
cumprem as funções de um pincel sintético, determinando a cor dos pontos da 
imagem ao longo da tragetória de cada pincelada. Nos sistemas de desenho, 
as ferramentas gráficas atuam como régua e compasso virtuais de modo a 
permitir a definição de figuras geométricas, tais como círculos e retângulos. 
 
 
38 
Nos sistemas 3D as ferramentas servem para manipular os elementos da cena, 
as fontes de luz e a camera virtual. 
Linguagem Visual 
 
Na fase inicial os objetos gerados pelo computador tinham a aparência de 
maquetes confeccionadas com arame. Na realidade, esses objetos aparecem 
na imagem através do traçado de diversos segmentos de linha reta, que 
procuram definir a sua forma. Esse tipo de representação tinha influência dos 
equipamentos vetoriais que cumpriam muito bem a função de traçar segmentos 
de linha reta. Essa fase se estendeu desde o início da década de 60 até 
meados da década de 70, e é conhecida como “era dos modelos de arame”. A 
partir de meados da década de 70 iniciaram as pesquisas com a finalidade de 
obter um tipo de representação dos objetos com texturas, de modo a evidenciar 
as superfícies que constituem esses objetos. Essa fase pode 
convenientemente ser rotulada por era da visualização de superfícies''. 
 
Já se inicia no momento a terceira etapa na evolução da qualidade estética das 
imagens produzidas pelo computador. De um ponto de vista científico essa 
fase é motivada pelo fato de que o mundo físico possui volume, e os objetos 
que pretendemos construir e visualizar no computador são na realidade 
sólidos. Desse modo, as técnicas de visualização devem ser orientadas para 
volumes e não para superfícies. O meio ambiente, no qual a energia luminosa 
se propaga, deve ser levado em consideração no processo. Essa nova fase 
pode ser chamada de era da visualização volumétrica''. Os equipamentos 
atuais não são plenamente adequados para esse tipo de representação. 
Apesar disso, é muito grande o número de pesquisas em andamento nesse 
sentido. 
Visualidade e Estilos 
A evolução da linguagem visual da computação gráfica foi influenciada de 
forma significativa pelo aprimoramento dos meios e técnicas de representação. 
Essa tendência se evidencia principalmente nos sistemas de visualização 3D. 
Até recentemente a ênfase tem sido dada em se obter, no computador, o 
realismo fotográfico'', ou seja, conseguir gerar imagens que possam ser 
 
39 
confundidas com fotografias. A síntese de imagens fotorealistas foi um grande 
desafio para os pesquisadores da área e por isso mesmo teve um papel 
importante no desenvolvimento das técnicas de visualização. Isso se deve a 
dois motivos principais: Em primeiro lugar, a busca do realismo implicava na 
simulação dos processos físicos de formação da imagem, bem como de 
aspectos perceptuais. Além disso, estabeleceu um objetivo concreto, que 
embora difícil de ser atingido, tinha um termo de comparação direto e de 
verificação imediata. Em segundo lugar, os métodos gráficos criados para a 
geração de imagens realistas constituem uma base sólida para a pesquisa de 
outros estilos de representação visual. 
 
Podemos dizer que a computação gráfica já domina completamente a 
tecnologia da síntese de imagens fotorealistas. Nesse sentido, o maior 
problema ainda é o da construção dos modelos geométricos quecompõem 
uma imagem complexa. 
 
Atualmente, ultrapassada a fase realista, a comunidade de computação gráfica 
começa a se preocupar com outros estilos de representação visual. Várias 
pesquisas estão sendo feitas no sentido de permitir o uso de recursos de 
desenho e pintura nos sistemas de visualização 3D. Para isso são utlizados 
sistemas híbridos 3D e 2D que combinam a síntese e o processamento de 
imagens em ferramentas de alto nível. 
Conclusão 
 
A análise acima fornece uma visão geral dos sistemas de Computação Gráfica. 
Diferentemente dos meios convencionais de expressão visual, nos quais as 
relações entre o usuário e os recursos de produção estão definidas à priori, nos 
sistemas de visualização estas devem ser programadas com base em um 
conjunto de critérios pré-estabelecidos. 
Para superar esses problemas a Computação Gráfica deveria possibilitar o uso 
conjunto e simultâneo de diferentes técnicas de visualização. 
 
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A Computação Gráfica pode ser utilizada de forma integrada em diversas 
aplicações. As considerações feitas acima são válidas em muitas áreas que 
vêm se utilizando dos métodos e técnicas da Computação Gráfica. Dessa 
aventura devem participar cientistas, artistas e profissionais de diversas áreas 
de aplicação, enfatizando ainda mais o caráter multidisciplinar inerente à 
Computação Gráfica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Em que tipos de dispositivos normalmente se utiliza o sistema de cores 
CMYK? 
 
 
2. Por que razão a cor preta teve de ser incorporada no sistema de cores 
CMYK? 
 
 
3. Que tipos de problemas podem ocorrer na conversão entre os modelos de 
cores. 
 
 
4. Quais as vantagens e desvantagens do modelo HSB 
 
 
5. O que são cores indexadas? 
 
 
6. Explique a conversão entre bitmaps. 
 
 
7. Como ocorre a conversão de arquivos bitmaps para vetores? 
 
 
8. Como ocorre a conversão de vetores para bitmaps? 
 
 
 
 
 
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Primitivas Gráficas 
 
 Conceitos de primitivas 
 Conversão matricial 
 
 
 
 
 
 
 
Primitivas de desenho 
O objetivo desta prática é entender como desenhar objetos simples. Para tanto, 
a biblioteca oferece um conjunto de primitivas de desenho, que podem ser 
utilizadas tanto em 2D como em 3D. 
Conversão matricial 
E o processo que permite realizar a conversão de um desenho qualquer 
armazenado na memória de imagem para um dispositivo matricial (ou raster) 
que siginifica (Imagens raster (ou bitmap, que significa mapa de bits em inglês) 
são imagens que contêm a descrição de cada pixel, em oposição aos gráficos 
vectoriais) 
Primitivas Gráficas 
Primitivos são elementos geometricos básicos que podemos utilizar na 
representação gráfica de nossa aplicação. 
Exemplo: 
São retas, circunferência, elipse e etc. 
 
 
Aula 5 
Objetivos de aprendizado: 
 
Conhecer as Primitivas Gráficas. 
 
Compreender a conversão matricial 
 
 
43 
 
Primitivas de Desenho 
 
São formas de interpretar informação geométrica. Como visto em aula, e como 
mostra na figura acima. 
Traçado de Retas 
 
A reta é a primitiva 2D mais comum. 
Todos wireframes(modelos de arame) 3D são eventualmente retas 2D. 
Os algoritmos aperfeiçoados contêm numerosas técnicas e truques que ajudam 
a projetar algoritmos mais avançados. 
 
 
Características Desejáveis para o Traçado de Retas 
 
Linearidade 
Os pixelstraçados devem dar a aparência de que estão sobre uma reta 
Espessura (densidade) uniforme 
 
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A densidade da reta é dada pelo número de pixelstraçados dividido pelo 
comprimento da reta. Para manter a densidade constante, os pixels devem ser 
igualmente espaçados. A imagem do segmento de reta não deve variar de 
espessura ao longo de sua extensão. 
 
Correção no Traçado de Retas 
 
 
Propriedades Exigidas no Traçado de Retas 
Precisão 
Os segmentos devem iniciar e terminar nos pontos especificados. Caso isso 
não ocorra, pequenos gapspodem surgir entre o final de um segmento e o 
início de outro 
Densidade independente da inclinação 
 
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Para segmentos de retas de diferentes inclinações 
Continuidade 
A imagem não apresenta interrupções indesejáveis 
Rapidez no traçado dos segmentos 
Retas Rápidas 
Queremos desenhar uma reta entre os pontos (x1,y1) 
 
Instanciamento de Primitivas(justaposição de sólidos primitivos) 
Esta técnica de modelagem cria novos objetos através do posicionamento de 
objetos por transformações geométricas 
Outra forma de criar objetos com esta técnica é o uso de Primitivas 
Parametrizáveis. Com isto pode-se criar, por exemplo, um conjunto de peças 
mecânicas ou roupas, com apenas alguns comandos. 
Na figura a seguir pode-se observar uma cadeira que foi modelada pela 
justaposição de paralelepípedos e uma sala modelada pela justaposição de 
cadeiras e de uma mesa. 
 
Geometria Sólida Constritiva (CSG-Contrutive Solid Geometry) 
 Método de CSG consiste em construir um objeto a partir da combinação 
operatória (união, intersecção e diferença) de dois ou mais sólidos. A figura 
4exemplifica o uso desta técnica. No exemplo pode-se observar a realização 
de uma diferença entre um retângulo e uma elipse. 
 
46 
 
 
Modelagem por Varredura(sweep) 
A representação por varredura cria objetos baseada na noção de que uma 
curva C1 quando deslocada no espaço ao longo de uma trajetória dada por 
uma outra curva C2 descreve uma superfície que pode ser usada para definir 
um sólido. À curva C1 dá-se o nome de CONTORNO ou GERATRIZ e à C2, o 
nome de CAMINHO OU DIRETRIZ. 
Varredura Translacional(Extrusão) 
Um objeto "O" definido por varredura translacional é obtido pela translação de 
uma curva C ao longo de um vetor V, por uma distância D. A figura abaixo 
exemplifica a criação de dois objetos por esta técnica. A varredura translacional 
de um retângulo gera um paralelepípedo, de uma circunferência gera um 
cilindro. 
 
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 Varredura Rotacional 
Neste tipo de modelagem por varredura a superfície do objeto é descrita por 
uma curva que gira em torno de um eixo. Na figura acima temos, à esquerda, 
uma curva C e à direita o objeto gerado pela rotação de C em torno do eixo Y. 
Modelagem por Seções Transversais 
Esta técnica permite gerarem sólidos através de cortes. A idéia básica é obter 
seções transversais do objeto que se deseja modelar. A partir destas seções, 
usem-se seus pontos através de triângulos. A sfatias podem ser obtdas pelo 
corte do objeto ou por processos como tomografia. 
Toma-se um eixo (segmento de reta) 
• Corta-se o sólido em fatias perpendiculares ao eixo 
• Digitaliza-seo contorno de cada fatia 
• Une-se as fatias com triângulos 
 
 
 
 
 
48 
 
 
1. A computação gráfica é uma área multidisciplinar. Descreva as disciplinas e 
de que forma ocorre essa abrangência. 
 
2. A computação gráfica é subdividida em 3 grandes áreas, defina cada uma 
delas. 
 
3. Defina a divisão funcional da computação gráfica. 
 
4. Quanto a aplicação da computação gráfica, como podemos classificá-la? 
 
5. O que é imagem digital? 
 
6. O que é imagem raster? 
 
7. O que é desenho vetorial? 
 
8. Defina o pixel. 
 
9. Explique a resolução de imagens 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Conceitos de aplicativos gráficos 
 
 Manipulação de ambiente gráfico 
 
 Aplicativos gráficos 
 
 
 
 
 
 
 
Ambientes gráficos 
Atualmente todas as áreas da computação dependem de aplicações gráficas 
de alto desempenho. Isso requer naturalmente, grandes recursos de hardware 
para processar estes ambientes e interfaces, além naturalmente da 
necessidade de programadores experientes para lidar com as mais diversas 
bibliotecas e tecnologias existentes. 
 
A Computação Gráfica é uma área da Ciência da Computação dedicada ao 
estudo e desenvolvimento de técnicas e algoritmos para geração de imagens, 
bem como análise e manipulação das mesmas. Está presente em diversas 
áreas do conhecimento, que vão desde aplicações para Engenharia em 
projetos e modelagem de objetos, simuladores e na criação de jogos 
eletrônicos. 
 
A Computação Gráfica surge somente após a criação de periféricos gráficos de 
entrada e saída, pois antes as informações eram representadas somente por 
meio de caracteres alfanuméricos. A quantidade de cálculos matemáticos em 
aplicações gráficas necessita de muita memória e recursos de processamento 
em termos de velocidade. 
 
Para aproveitar melhor a capacidade de hardware e facilitar a criação de 
aplicações gráficas, o mais comum é que programadores utilizem bibliotecas 
Objetivos de aprendizado: 
 
Conhecer e manipular ambiente gráfico. 
 
Quais são os aplicativos gráficos 
disponível no mercado. 
 
Aula 6 
 
51 
prontas que trazem uma infinidade de funcionalidades rotinas comuns. No caso 
específico da Computação Gráfica, programadores necessitam de rotinas 
gráficas para elaborar rapidamente programas sem ter a preocupação de 
desenvolver algoritmos básicos, tais como um segmento de reta, inclinação, 
preenchimento de objetos e etc. 
A Open Graphics Library – OpenGL pode ser compreendida como um conjunto 
de rotinas gráficas e de modelagem que facilita o desenvolvimento de 
aplicações gráficas, sejam elas bidimensionais ou tridimensionais. 
A OpenGL é gerenciada por um consórcio independente formado em 1992 
formado por diversas empresas tais como 3DLabs, Apple, NVIDIA, SGI, 
ORACLE (SUN), Microsoft e diversas outras. A OpenGL se trata de uma API 
para a criação de programas gráficos 2D e 3D multiplataforma que serve tanto 
para estações de trabalho potentes ou computadores pessoais. Seu 
funcionamento é semelhante a uma biblioteca da linguagem de programação 
C. Um programa ou aplicação baseado em OpenGL pode ser escrito em 
alguma linguagem de programação que utiliza uma ou mais rotinas da 
biblioteca OpenGL. 
Para facilitar o desenvolvimento de aplicações gráficas, há algumas bibliotecas 
que nos auxiliam com diversas funções para criar janelas e gerenciar eventos. 
As mais utilizadas são a GLU e a GLUT. 
A GLU (OpenGL Utility Library) é mais comum e instalada com a OpenGL. 
Seguem uma rígida padronização nos nomes das funções, sendo utilizado 
sempre o prefixo glu. Destacamos que é usada na definição de matrizes para 
projeção e orientação da visualização, mapeamento de coordenadas e 
desenho de superfícies quadráticas. 
A GLUT (OpenGL Utility Toolkit) foi desenvolvida para facilitar o 
desenvolvimento de interfaces. É um kit de ferramentas independente de 
plataforma que inclui alguns elementos de GUI (Graphical User Interface). Com 
a CLUT podemos, por exemplo, criar menus pop-ups, gerenciar eventos de 
 
52 
teclado, mouse. Entendemos que a GLUT encapsula a complexidade das APIs 
dos vários sistemas de janelas que existem hoje em dia. 
Veremos a seguir como configurar o embiente de desenvolvimento para o uso 
a linguagem C ou C++, no entanto hoje é possível desenvolver aplicações 
gráficas usando linguagens modernas como C# ou Java[1]. 
A seguir as instruções consideram que o usuário esteja usando a ferramenta 
Dev C++. Para instalar o ambiente de desenvolvimento. 
Para instalar a biblioteca GLUT na ferramenta DEV-C++, selecione o menu 
Ferramentas/Atualizações. Na janela WebUpdate, selecione o servidor 
devpaks.org e clique em Check for updates. O programa irá baixar os pacotes 
disponíveis. Selecione o grupo OpenGL e marque a linha contendo glut. Clique 
no botão Download selected e aguarde. Siga as instruções da tela para que a 
instalação seja concluída. Para se certificar que a instalação foi concluída, 
verifique se existe a biblioteca litglut32 no diretório LIB do Dev C++. 
Agora que o nosso ambiente de programação (a ferramenta DEV C++) está 
pronto para estudarmos e experimentarmos os recursos da real Computação 
Gráfica. 
APLICATIVOS PARA COMPUTAÇÃO GRÁFICA 
 
Desenho Vetorial/Ilustradores 
• Illustrator 
• Inkscape - aplicativo de código aberto 
• CorelDraw 
Desenho de bitmaps/Edição de fotos 
• Adobe Photoshop 
• Corel PHOTO-PAINT 
• GIMP - aplicativo de código aberto 
Visualizadores de imagens 
• XnView 
• IrfanView 
 
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• Ulead Photo Explorer 
Edição de Vídeo 
• After Effects 
• VirtualDub - aplicativo de código aberto 
• Adobe Premiere 
• Sony Vegas 
• Cinelerra - aplicativo de código aberto 
• Final Cut 
Modeladores 3D 
• Wings 3D 
• Sculptris 
• ZBrush 
• Autocad 
• SolidWorks 
• Rhino3d 
• FreeCad 
• SketchUp 
Modeladores e Animadores 3D 
• Blender- aplicativo de código aberto 
• 3DsMax 
• Cinema 4D 
• Maya 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
54 
 
De pesquisa: 
 
1. Como ocorre a conversão de arquivos bitmaps para vetores? 
 
 
2. Como ocorre a conversão de vetores para bitmaps? 
 
 
3. O que é a compressão de imagens e em que é baseada? 
 
 
4. Defina a compressão RLE. 
 
 
5. Defina a compressão LZW. 
 
 
6. Defina a compressão JPEG. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tipos de Coordenadas 
 
 Exemplos de transformações 
 
 Mudanças de coordenadasTransformações Geométricas 
 
As transformações geométricas têm papel de destaque na computação gráfica. 
Elas são a base matemática que permite a obtenção de resultados importantes 
em programas que trabalham com dados 2D e 3D. Dentre as várias aplicações 
das transformações geométricas, temos interesse especial em utilizá-las para 
fazer projeções seguindo o modelo da câmera sintética. Antes de utilizá-las, no 
entanto, é importante definí-las formalmente para que seu significado fique bem 
claro. 
 
As coordenadas homogêneas foram introduzidas nas matrizes de 
transformação para que todas as transformações geométricas ficassem 
uniformizadas na dimensão 4X4 de modo que o cálculo matricial pudesse ser 
realizado a partir do simples pilhamento das matrizes. 
 
Para ilustrar as matrizes de transformação a partir do programa 
Transformation, foram criadas subjanelas mostrando os elementos da matriz 
resultante do empilhamento de todas as transformações evidenciando os 
elementos que estão sendo alterados em função da transformação aplicada 
(rotação, translação e escala) e os elementos da matriz de projeção, onde 
aparecem as transformações perspectivas. 
 
Objetivos de aprendizado: 
Conhecer a estrutura de transformação 
2D e 3D. 
 
Compreender as mudanças de 
coordenadas. 
 
Identificar estas coordenadas. 
 
Aula 7 
 
56 
 
 
Na figura abaixo, podemos observar que foram aplicadas transformações 
geométricas de translação e de rotação do objeto modelado. Observe e 
compare com a figura anterior, que na janela "Matriz Resultante", é possível 
visualizar o efeito do empilhamento das matrizes de transformação. Observe 
também que não há alterações na janela "Matriz de Projeção". 
 
 
Translação 
 
Podemos entender a transformação de translação como o sendo um 
deslocamento em linha reta. Podemos associar um fator de deslocamento a 
cada dimensão do espaço onde estamos trabalhando, de forma que uma 
translação pode ser representada por vetor. 
Não faz sentido aplicar uma translação a vetor, já que não estamos associando 
posição a ele. 
 
Rotação 
 
A rotação pode ser definida como um movimento de giro, num plano, em 
relação a um referencial. O resultado é um deslocamento que preserva a 
distância entre o ponto e o referencial. Esta transformação preserva ângulos e 
distâncias. No espaço tridimensional a rotação pode ser definida através da 
associação de um ponto com um vetor, que chamaremos de eixo 
 
57 
 
Assim, podemos dizer que um eixo é um vetor ao qual existe uma posição 
associada ou, “um vetor que passa por algum lugar”. Esta representação está 
de acordo com a idéia de giro, num plano em relação a um ponto. 
 
Escala 
 
A transformação de escala pode ser entendida como a mudança de unidade de 
medida em uma ou mais dimensões. Ela produz um efeito que pode ser 
associado ao zoom. 
 
Normalmente, a mudança de escala é igual em todas as dimensões, de forma 
a preservar ângulos, mas isso não é obrigatório. Associaremos um fator de 
escala a cada dimensão. Apesar de não preservar ângulos e distâncias, uma 
transformação de escala preserva o paralelismo entre linhas. 
 
Inclinação 
 
A transformação de inclinação (do inglês shear) não é uma transformação 
primária, ela pode ser definida em termos das transformações anteriores, 
entretanto, devido à sua utilidade, ela será vista separadamente. Uma 
transformação de inclinação tem o efeito de “puxar” um objeto em uma ou mais 
dimensões e não deve ser confundida com a rotação. Esta transformação é 
definida por um escalar (fator de inclinação) em cada dimensão que indica o 
quanto uma coordenada será transladada em função de outra coordenada em 
outra dimensão. 
 
Projeção 
 
Conforme comentado anteriormente, para gerar a imagem de um objeto 3D, 
precisamos converter as coordenadas 3D em coordenadas 2D que 
correspondem a uma visão específica do objeto. Esse processo é chamado de 
projeção. 
Existem dois tipos de projeção: a perspectiva e a paralela. A projeção 
perspectiva é aquela que acontece no processo de formação de imagens em 
nossos olhos ou numa câmera fotográfica. 
 
58 
No processo de síntese de imagens, o plano de projeção será uma 
representação de algum dispositivo de apresentação (ex.: vídeo ou papel num 
impressora), por isso é importante que exista um sistema de coordenadas 
embutido no plano de projeção (PP), de maneira que, a partir da coordenadas 
de pontos de um objeto. 
 
Projeção Paralela 
 
Para encontrar uma fórmula que nos permita fazer uma projeção paralela 
qualquer, vamos primeiro imaginar um projeção paralela simples o suficiente 
para que o cálculo da projeção seja trivial. 
 
Projeção Perspectiva 
 
Da mesma forma que no caso da projeção paralela, pretendemos encontrar 
uma projeção perspectiva com características especiais que permitam 
encontrar seu resultado de maneira trivial. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
59 
 
Pesquise mais sobre: 
 
1. O que é e como funciona a técnica de pontilhamento de cores? 
 
 
2. Diferencie a compressão com e sem perda. 
 
 
3. O que é o processo de visualização bidimensional? 
 
 
4. Defina imagem e modelo de objeto. 
 
 
5. Quais as etapas de visualização 2D? Defina cada uma delas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
60 
 
 
 
Tratamento de imagem 
 
 Software de tratamento de imagem 
 
 Aspectos de cada software 
 
 
 
 
 
 
Introdução ao software 
 
O Adobe PHOTOSHOP é um importante software para tratamento e 
construção de imagens. Dispõe de diversos recursos e efeitos o PHOTOSHOP 
leva sua mente a criar e editar figuras excelentes. 
 
No PHOTOSHOP além de editar imagens feitas no CorelDRAW e outros 
softwares, pode-se também editar fotos e construir suas próprias imagens. 
Os arquivos construídos no PHOTOSHOP ganham a extensão PSD, mas 
também pode-se salvar os seus arquivos no formato TIFF, BMP. E, além disso, 
para que você possa usar as imagens construídas no PHOTOSHOP na 
Internet, você pode salvar os arquivos como JPG(JPEG). 
 
Quando o PHOTOSHOP é iniciado, o programa lhe avisará sobre o produto 
que será mostrado e após o seu carregamento surgirá para a você a tela 
principal. O mesmo ao iniciar não apresenta nenhuma imagem aberta, deve-se 
abrir um arquivo de imagem suportado por ele. Quando o arquivo em questão é 
aberto também é apresentada uma janela com uma 
 
 
 
Aula 8
Objetivos de aprendizado: 
 
Aplicação dos conceitos tratamento de 
imagem. 
 
Compreender aspectos de cada 
software e a utilização. 
 
61 
 
 
Paletas de Trabalho 
A interface do PhotoShop contém algumas paletas para auxiliar em nosso 
trabalho com o programa. 
Geralmente, ao lado esquerdo da tela se encontra a PALETA DE 
FERRAMENTAS. 
 
Camadas do Photoshop 
A PALETA DE CAMADAS é com certeza, a mais importante do programa. Pois 
com elairemos trabalhar a todo instante. 
Para cada objeto inserido na área de trabalho, cria-se automaticamente, uma 
nova camada, para podermos alterar as configurações ou ate mesmo aplicar 
efeitos em nosso trabalho, temos que fazê-lo através das camadas. 
Após a edição de cada camada, podemos mesclá-las, tornando às uma única 
imagem, através do meu CAMADA > ACHATAR CAMADAS. 
 
62 
Na paleta de camadas, existem as opções para CRIAR NOVA CAMADA, 
DELETAR UMA CAMADA. Lembrando que, um objeto inserido na tela de 
pintura, só poderá ser excluído do trabalho excluindo-se a camada à que ele 
pertence. 
 
Paleta Histórico 
A paleta HISTÓRICO, exibe todas as ações efetuadas no programa, ou seja, 
tudo que alterarmos desde o momento em que abrimos ou criamos uma nova 
imagem, estará descrito nesta paleta. Podendo então, ser desfeita uma ou 
mais ações. 
 
Os efeitos do aplicativo esta no menu filtro, onde são utilizados para gerar 
grande parte dos efeitos normalmente vistos em trabalhos profissionais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
64 
 
Teórica: 
 
1. Quais são os sistemas de referência? 
 
 
2. Explique cada um dos 3 sistemas de referências. 
 
 
3. O que é um Storyboard? Qual sua função? 
 
 
4. O que é o processo de Renderização? 
 
 
5. O que é Mesh? 
 
 
6. O que é a 3D view? 
 
 
7. Diferencie desenhar em 2D e modelar em 3D. É possível desenhar em 3D? 
 
 
8. Descreva o que é um espaço tridimensional para a computação gráfica. 
 
 
9. O que é uma GPU? 
 
 
 
PRÁTICA 
1. Faça uma montagem, escolha 2 (duas) imagens para esta montagem. 
 
2. Crie um efeito com seu nome, e salve. 
 
3. Crie uma marca d’água, escolha uma imagem para esta técnica. 
 
4. Modifique a cor de uma foto, escolha uma imagem ou foto e modifique-a. 
 
5. Crie um Logotipo e uma Logomarca. 
 
 
 
 
 
 
65 
 
 
Processamento de imagem digital 
 
 Conceitos sobre os editores 3D 
 
 A importância da modelagem 
 
 
 
 
 
 
Visão geral sobre editor 
 
Segundo BRITO (2010 p. 15), Blender é um software de modelagem e 
animação 3D de código aberto. Ele está sob a licença GNU-GPL, que permite 
a qualquer pessoa ter acesso ao código-fonte do programa para que possa 
fazer melhorias, contanto que disponibilize tais melhorias à comunidade. 
 
Para facilitar as coisas, vamos pensar nos editores. Temos editores de textos 
como o LibreOffice, que nos permite dentre outras coisas, escrever textos, 
formatar esses textos, alterar as cores das letras, seus tamanhos, ordem de 
escrita, inserir imagens, rotacionar e redimensionar objetos, importar tabelas e 
até outros arquivos para dentro do documento. 
 
Com os editores de imagens acontece a mesma situação. Nós criamos 
imagens, alteramos imagens prontas, mudamos cores, inserimos textos, 
importamos alguns tipos de arquivo externos, mudamos as dimensões, rotação 
e assim por diante. 
 
O Blender é uma espécie de editor 3-D. Nele nós criamos cenas, objetos, 
alteramos as propriedades desse objeto, como as cores, dimensões, rotação. 
Importamos uma série de arquivos externos, escrevemos textos em 3-D dentre 
outras inúmeras possibilidades. Existem uma série de características 
 
Aula 9 
Objetivos de aprendizado: 
 
Compreender tipos de editores 2D e 
3D. 
 
Conhecer como modelar objetos em 
2D e 3D 
 
66 
interessantes e de coisas bacanas que podem ser executadas no Blender. 
Obs. : Todos os exemplos mostrados a seguir foram feitos pelo criador desse 
material. 
 
No site do Blender e outros especializados no assunto há efeitos mais 
sofisticados e que exemplificam mais amplamente o uso das ferramentas. 
 
Modelagem 
 
Funciona como uma ferramenta de modelagem para propósitos gerais. Seja na 
criação de maquetes, ambientes internos, mascotes, humanoides e até objetos 
mecânicos. 
 
Animação 
 
Desde animações simples, como deslocamento e rotações, até a articulação de 
personagens e simulações de fluídos, tecidos, corpos rígidos e etc. 
 
Simulação de pelos e cabelo 
 
Com a esfera podemos criar varios tipo Hair, ou seja, cabelo. Foi ativado o Hair 
Dynamics, que possibilita dar movimento aos fios quando o corpo principal 
(esfera) é animado. Uma característica interessante do Hair no Blender é que 
você pode penteá-lo em tempo real. Isso mesmo! 
Você conta com ferramentas que além de pentear os cabelos virtuais, também 
os enrola, corta e faz crescer. É como ser um cabeleireiro com poderes extras. 
A partícula Hair pode ser usada também para simular grama e mesmo reagir 
com outros elementos, como vento, personagens caminhando ou corpos 
rígidos que eventualmente colidirão com ela. 
 
Simulação de tecidos 
 
Permite simular toda a sorte de tecidos, como algodão, cotton, couro e afins. 
O modificador de tecido ou Clothe, como é conhecido, foi combinado com o 
Hair, para criar o efeito de couro com lã. Quando visto de perto, podemos 
atestar a qualidade do efeito criado com a lã e sua deformação combinada com 
 
67 
a do tecido. Os cálculos de deformação do tecido, bem como dos outros 
modificadores semelhantes são feitos automaticamente, foi colocada uma 
esfera que levanta o tecido pelo meio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
68 
 
 
PRÁTICA: 
 
1. Faça uma modelagem de um cubo colorido. 
 
2. Faça uma modelagem de uma caneca. 
 
3. Faça uma modelagem de uma mesa. 
 
4. Faça uma modelagem em 3D de um ambiente. 
 
5. Fala uma Modelagem do logo da Microsoft. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
69 
 
 
O processo de rendering 
 
 Conceito sobre rendering 
 
 Acabamento visual 
 
 
 
 
 
 
 
Conceito sobre rendering 
 
Na área da computação gráfica isso se dá por meio do emprego de programas 
computacionais criados no exterior que, mesmo passando pela tradução de 
suas palavras e expressões lingüísticas, não conseguem forçar o usuário a 
mudar os termos que costuma utilizar para se expressar. Em geral, palavras 
que ainda não sofreram sua tradução para o português por não serem de uso 
corriqueiro acabam por serem empregadas na sua forma original. Isso facilita e 
agiliza, a troca de informações entre profissionais de países distintos, 
principalmente por meio da internet. 
 
Como exemplo dessa situação está o termo rendering,há muito utilizado no 
meio gráfico brasileiro. Esta expressão é empregada na ilustração 2d, manual 
ou computacional e na ilustração e animação 3d (exclusivamente 
computacionais). Quando empregado por artistas 2d o termo rendering significa 
uma técnica de ilustração que permite a obtenção de imagens com grande 
apelo visual e de forma rápida. Esta técnica é muito empregada na área do 
Design para ilustrar idéias de novos produtos. 
 
Já na área da computação gráfica 3D o rendering significa gerar uma imagem 
2D a partir do modelo, para 3D previamente construído. Esse processo é 
realizado por um programa chamado renderer, que pode ser parte integrante 
do programa de modelagem 3D. O renderer faz cálculos para traduzir a 
 
Aula 10 
Objetivos de aprendizado: 
 
Compreender os conceitos sobre 
rendering. 
 
Conhecer técnicas empregadas na 
área de design. 
 
70 
linguagem 3D do modelo para a linguagem 2D, refinando o acabamento visual 
original do modelo 3D. O resultado final são imagens dos mais variados 
formatos, como: jpeg, .tiff, .gif, etc. 
A necessidade do processo de gerar um rendering ou de renderizar um modelo 
3d está relacionado a dois fatores. 
Primeiro, a geração de imagens 2d ou de uma animação, que nada mais é que 
uma seqüência de imagens 2d, permite que o modelo 3d seja visualizado em 
diferentes formatos ou diferentes mídias (computadores, celulares, tocadores 
de mp4, etc) sem a necessidade de possuirmos o programa computacional 
utilizado para sua criação. Por exemplo, não lhe pedirão para comprar um 
programa de modelagem e animação 3d como o Autodesk Maya ou o NewTek 
LightWave quando quiser assistir a um “Madagascar” ou um “300 de Esparta”. 
 
Segundo, a qualidade visual apresentada na tela do programa de modelagem e 
animação 3d, chamada de wireframe ou aramado é inferior à obtida pelo 
processo de rendering. Isso se deve ao fato da imagem apresentada por esses 
programas se basear no processamento feito pelas placas de vídeo do 
computador que, em geral, conseguem calcular apenas uma parcela dos 
parâmetros disponíveis para geral uma imagem com acabamento refinado. 
Dentre estes parâmetros, responsáveis pela qualidade de um rendering estão: 
a iluminação direta e indireta do modelo 3d, o sombreamento, a texturização, 
transparência, translucência, reflexão, refração, difração, etc. Por exemplo, são 
estes parâmetros que permitem a obtenção de imagens que mais parecem 
fotos tiradas de objetos reais, quando na verdade são modelos 3d. 
 
Devemos considerar ainda que o processo de renderizar possa ser feito em 
tempo real ou de forma prévia. O rendering em tempo real é utilizado em 
simulações e em jogos eletrônicos, nos quais o processamento que traduz o 
modelo 3d para uma imagem 2d é feita baseada na capacidade de 
processamento gráfico do conjunto de hardware, encabeçado pela placa 
gráfica. Em geral o rendering em tempo real apresenta qualidade visual inferior 
ao rendering prévio ou pre-rendering. 
 
 
 
71 
Por outro lado, como o próprio nome diz, o rendering prévio ou pre-rendering 
utiliza toda a capacidade de processamento da máquina empregada para esse 
fim, gerando imagens 2d que podem ser vistas em outras mídias sem a 
necessidade de refazer esse processamento, o que ocorre no rendering em 
tempo real. Além disso, a qualidade visual das imagens tende a ser superior, 
visto que esse é o processo para a criação de animações 3d e efeitos especiais 
para filmes. O processo de pre-rendering pode demorar de minutos a horas ou 
dias para serem concluídos, dependendo do poder de processamento da 
máquina e da complexidade do modelo 3d e dos parâmetros do rendering. 
 
 
Pare para pensar... 
 
 
 
 
Por fim, duas considerações importantes sobre o rendering, relacionadas ao 
trabalho com ilustração e animação 3d. Devido ao fato de a qualidade visual 
final da imagem 2d (também chamada de ilustração 3d, quando a imagem é 
gerada a partir de um modelo 3d) ou da animação 3d depender do processo de 
rendering o tempo de duração deste processo deve ser considerado na 
formação do custo do projeto. Além disso, o tempo de duração do rendering 
também deve ser contabilizado para o tempo total de execução de qualquer 
projeto de ilustração ou animação 3d, evitando-se atrasos na entrega de um 
projeto ou até mesmo seu cancelamento. 
 
 
 
 
 
 
 
72 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
73 
 
Trabalho Final 
 
Objetivos 
 
Objetivo: Aplicação das técnicas em Computação Gráfica, desenvolvido em 
uma Home Page ou um blog. Com o conteúdo abordado em aula. 
 
Datas das apresentações: 
Todas as apresentações devem ser entregues em pen drive antes do início da 
aula. 
 
Trabalhos entreguem após o prazo e momentos estabelecidos não serão 
avaliados; 
Apresentação deve seguir os critérios abaixo: 
 
 
Conteúdo: 
 
Objetivo; 
 
• Introdução 
 
• Fundamentação Teórica 
 
• Desenvolvimento 
 
• Conclusão 
 
• Referências; 
 
 
 
 
 
 
 
74 
Referências Bibliograficas 
 
 
BAUER, Peter. Photoshop Cs4 para Leigos. Rio de Janeiro: Alta Books, 2009 
FIDALGO, João. Adobe Photoshop CS4: Técnicas Avançadas e Finalização. 
São Paulo: Érica, 2009 
ANDRADE, Marcos Serafim de. Adobe Photoshop 7.0 : inclui recursos da 
versão CS. São Paulo: SENAC, 2005 
 
 
Periodico 
 
REVISTA ESPIRITO LIVRE, Ed. n #041 - Agosto 2012 . Disponível em : 
<http://www.revista.espiritolivre.org/edicoes>. Acesso em 01 setembro de 2013. 
REVISTA ESPIRITO LIVRE - Ed. n #011 - Fevereiro 2010 .Disponível em: 
<http://www.revista.espiritolivre.org/edicoes>. Acesso em 01 setembro de 2013. 
REVISTA DESIGN. Disponível em: 
<http://www.revistadesign.com.br/2/>.Acesso em 01 setembro de 2013. 
REVISTA TIC TECNOLOGIA-INFORMAÇÃO-COMUNICAÇÃO NA 
EDUCAÇÃO, São Paulo, V4. Disponível em : 
<http://www.ticnaeducacao.com.br>. Acesso em 01 setembro de 2012.