COMPUTAÇÃO GRÁFICA E PROCESSAMENTO DE IMAGEM (16)

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Universidade Federal do Ma
Introdução à Computação Gráfica
Prof. Anselmo C. de Paiva
Depto de Informática
Introdução
Prof. Anselmo C. de Paiva - DEINF-UFMA - Introdução à Computação Gráfica 2
Roteiro
• Definição
• Áreas da CG
• Aplicações
– CAD
– Ambientes Virtuais
– Visualização de Dados
– Educação e treinamento
– Processamento de Imagens
– Interfaces Gráficas com Usuário
– Entretenimento
– Arte no Computador
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O Que é Computação Gráfica
"Conjunto de Ferramentas para
criar figuras em um computador
e interagir com elas de maneira
natural".
(Maggie Johnson)
"Está relacionada aos aspectos
envolvidos na produção de 
figuras usando um computador"
(Edward Angel) 
“Técnicas e métodos 
computacionais, que convertem 
dados para dispositivos gráficos 
e vice-versa”
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Áreas da Computação Gráfica
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Aplicações de CG
• CAD
• Ambientes Virtuais
• Visualização de Dados
• Educação e treinamento
• Visualização Científica
• Entretenimento
• Processamento de Imagens
• Arte no Computador
• Interfaces Gráficas com Usuário
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CAD – Projetos AeroEspacial
• CG fornece subsídios aos projetistas para a construção e 
manipulação de modelos de objetos, em sua grande
maioria, manufaturáveis.
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CAD- Manufatura Mecânica
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CAD - Arquitetura
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Ambientes Virtuais
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Ambientes Virtuais
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Visualização de Dados
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Visualização de Dados
• análise do comportamento
de estruturas
aerodinâmicas
• Com base nas informações
da geometria dos objetos
pode-se aplicar modelos de 
engenharia e simular, por
exemplo, um estudo sobre
o arrasto aerodinâmico das
estruturas.
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Visualização de dados
Visualização por
uma escala de cor
das regiões da
estrutura do 
ônibus espacial
sujeitas a 
diferentes graus
de tensão.
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Visualização de dados
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Educação e Treinamento
• Colar aqui um link para um objeto de 
aprendizagem do Rived
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Educação e Treinamento
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Visualização Científica
Dados
Metereológicos
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Visualização Científica
Duas imagens de ressonância magnética. 
À direita a camada de pele está semitransparente
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Visualização Científica
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Visualização Científica
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Entretenimento
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Entretenimento
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Processamento de Imagens
LAK 5519
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Procesaamento de Imagens
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Processamento de Imagens
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Arte no Computador
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Profissionais da CG
• Usuários
– usam para produzir desenhos e 
imagens
• Customizadores
– adaptam programas existentes
• Programadores de aplicações
– desenvolvem AutoCAD, Corel, ...
• Desenvolvedores de ferramentas
– desenvolvem OpenGL, DirectX, ...
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Com que programar?
Motif
GDI
GKS OpenGL QuickDraw
Xlib
IUP/lua
VisualBasic
DirectX
Java
ToolBook
VisualC++
PHIGS
HOOPS? ?
?
Delphi
RenderWare
CanvasDraw
C/C++
OpenGL
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Pré-Historia
• 1940: Primeiro computador
• 1950: Sistema de defesa aérea SAGE (CRT’s 
& light pens)
• 1965 - Fundado primeiro Depto de Ciência
da Computação - Univ. Utah
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Anos 60
• Hardware:
Ø 1966, Doug Englebart: mouse
Ø Evans & Sutherland e GE: 
simul. de vôo raster em
tempo real
Ø final da década: head-
mounted displays
• Software:
Ø 63: Sutherland: 
Sketchpad, desenho
interativo (light pen)
Ø 65: Bresenham: 
Digitalização do desenho
de linhas
Ø 67: Roberts: coord. 
homogêneas, matrizes 4x4, 
alg. hidden line 
Ø Coons: superfícies
paramétricas , CAGD
Ø Bezier: Curvas de Bezier 
(projeto de carro)
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Anos 70
• 1973 – Princ. of Interactive Comp. Graphics 
(Newman e Sproull) 1livro texto da área
• Hardware:
– Evans & Sutherland Picture System: display vetorial
dinâmico (com perspectiva e clip)
– ~1974, Xerox PARC: primeiro computador pessoal
– 1977: Apple II (computador pessoal comercial)
– 1979: Dec VAX (mainframe que dominou os anos 80)
– Video games: PONG, Pac Man; primeiros consoles 
domésticos de jogo
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Anos 80
• Hardware:
– 1981: IBM PC; ~ 1982: Sun Workstation
– 1984: Apple Macintosh
– 1985: Apple Laserwriter
– ~1985:
§ microprocessadores decolam
§ PCs começam a se popularizar (Intel x86)
§ workstations se popularizam(Motorola 680x0)
– SGI Workstation (desenho de linhas em tempo 
real e depois de polígonos)
– data glove
– Processamento paralelo , processadores
dedicados a tarefas gráficas
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Anos 90 - Software
– Internet
– 1990: MPEG padrão de vídeo comprimido
– 1992: OpenGL
– 1993: World Wide Web, Browser Mosaic 
– Final da Década: image based modeling & 
rendering
– Video games 3D: DOOM(BSP), Quake, Mario, 
Nintendo 64 Terminator 2, Jurassic Park, Toy Story, 
Titanic, Star Wars I
– Realidade Virtual, VRML
– PDA’s, Palm Pilot, flat panel displays
– Linux, open source software
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Anos 90 - Hardware
– Intel 486: 
– laptops, scanners
– 1994: SGI Reality Engine (mapeamento de 
textura em tempo real)
– Víedo Game Nintendo 64: Gráficos
parecidos com os da SGI para as massas
– Final da Década: Placas Gráficas para PC 
(3dfx, Nvidia, …), captura de vídeo
– Pentium: PC quase tão rápido qto uma
workstations
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Estado da Arte - 2000
• Processador: PC com 256MB memory, 40GB disco
• Display: placa gráfica com mapeamento de textura
em tempo real
• Periféricos: scanner de mesa, impr. Laser colorida, 
câmara de videodigital, DVD, MPEG encoder / 
decoder
• SO: Windows/Linux, Netscape, OpenGL/Direct3D
• Linguagem: C++, Java
• Humanóides em tempo real, comércio eletrônico
Cenas 3D em tempo real em computadores pessoais
em casa.
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Referências:
• Gattass, M. Notas de Aula do Curso de Computação
Gráfica Interativa, Depto de Informática, PUC-Rio, 1 
Semestre 2000.
• Maggie Jonhson, Notas de Aula do Curso CS148: 
Introductory Graphics, Computer Science Dept., 
University of Stanford.
• www.cgrg.ohio-
state.edu/~waynec/history/timeline.html
• Uma interessante lista de ocorrências históricas em
computação gráfica
• Notas de Aula do Curso de Cg, Prof. Apolinário