COMPUTAÇÃO GRÁFICA E PROCESSAMENTO DE IMAGEM (36)

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Introdução Geral a Computação 
Gráfica
Universidade Católica de Pelotas
Curso de Engenharia da Computação
Disciplina de Computação Gráfica
Introdução Geral a Computação Gráfica
• O que é CG?
▫ Áreas de Atuação
▫ Definição
▫ Computação Gráfica, Arte e Matemática
▫ Mercado
▫ Gerações da CG
• Classificação da CG quanto ao tratamento de 
imagens
• Fatores que influenciam no processo de criação de 
imagens em um SCGI
• Estilos Gráficos
• Primitivas Gráficas
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Computação Gráfica
Computação Gráfica
Computação Gráfica
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O que é Computação Gráfica?
• Imagens geradas por computador
▫ Revistas, Jogos, WEB, Cinema, Televisão...
• Ferramentas
▫ Hardware:
 Monitores, Placas, Scanners
▫ Software:
 Bibliotecas (OpenGL, Directx...)
 Sistemas de Modelagem (Max, Maia...)
Computação Gráfica
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Áreas de atuação
Computação Gráfica
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Segundo a ISO:
“Um conjunto de ferramentas e técnicas para 
converter dados para um dispositivo gráfico 
através do computador”.
Computação Gráfica
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Definição de Computação Gráfica (1/2)
Definição de Computação Gráfica (2/2)
• É a área que estuda os processos computacionais 
envolvendo modelos geométricos e imagens 
digitais;
• A representação e manipulação de imagens de 
dados por um computador;
• Diferentes tecnologias utilizadas para criar e 
manipular imagens;
• Sub-área da computação que estuda métodos de 
síntese e manipulação digital de conteúdo visual.
Computação Gráfica
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Computação Gráfica, Arte e 
Matemática
• Ferramenta não convencional de produção de 
arte.
• Imagens geradas a partir de
equações podem ser 
consideradas arte.
• Maior poder de abstração.
Computação Gráfica
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Mercado da Computação Gráfica
A CP está presente em quase todos os segmentos
do mercado de trabalho.
• Designers
• Modeladores
• Animadores
• Ilustradores
• Programadores
Computação Gráfica
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Gerações da Computação Gráfica
Computação Gráfica
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Primeira Geração (WireFrame)
• Vertices: transformações, projeções
• Rasterização: interpolação de cores (pontos, 
linhas)
• Fragmentos: overwrite
• Data: até 1987
• Primeiros projetos desenvolvidos por 
computador
Computação Gráfica
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Segunda Geração (Solidos com 
sombreamento)
• Vertices: cálculo da luz
• Rasterização: interpolação de profundidade 
(triângulos)
• Fragmentos: depth buffer, color blending
• Data: 1982 - 1992
Computação Gráfica
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Terceira Geração (Textualização)
Computação Gráfica
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• Vertices: transformação de coordenada da textura
• Rasterização: interpolação da coordenada da 
textura
• Fragmentos: avaliação da textura, antialiasing
• Data: 1992- 2000
Quarta Geração (Programação)
• Sombreamento programado
• Image-based rendering
• Convergências das mídias de produção
• Superfícies curvas
Computação Gráfica
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Classificação da Computação Gráfica 
quanto ao tratamento de imagens
• Síntese de Imagens
• Processamento de Imagens
• Análise de Imagens
• Visualização Computacional
Computação Gráfica
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Síntese de Imagens (1/2)
Como são formadas as imagens na tela do
computador?
Emprega técnicas destinadas à criação e manipulação
de imagens artificiais a partir de modelos matemáticos e
geométricos.
▫ Criação de imagens abstratas;
▫ Visualização de modelos matemáticos;
▫ Geração de gráficos matemáticos e artísticos;
▫ Edição de desenhos e simulação.
Computação Gráfica
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Síntese de Imagens (2/2)
• Parte da descrição de objetos: segmentos de 
reta, polígonos, esferas, etc.; e produz uma imagem 
que atende a certas especificações e que pode, em 
última instância, ser visualizada em algum dispositivo 
(terminal de vídeo, impressora, filme fotográfico ..).
• As imagens em questão constituem uma 
representação visual de objetos bi ou tridimensionais 
descritos através de especificações abstratas.
• Exemplos: digitalização de imagens; imagens de 
satélites e radar; imagens geradas através de dados 
numéricos, equipamentos eletrônicos.
Computação Gráfica
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Análise de Imagens
Considera as imagens digitais e as analisa para 
obtenção de características desejadas. 
• Especificação dos componentes de uma imagem a 
partir de sua representação visual.
• Produz uma informação não pictórica da imagem a 
partir da própria imagem (Ex.: as primitivas 
geométricas que compõem a imagem, mapas 
térmicos, densidades).
• Toda análise feita em um imagem.
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Processamento de Imagens
• Envolve técnicas de transformação de imagens 
visando melhorar a qualidade da imagem (foco, ruído, 
contraste)
• Utiliza técnicas de análise e síntese para manipular 
imagens obtidas do mundo real.
▫ Montagens de efeitos especiais
▫ Processamento de imagens de satélites e aeronaves
▫ Retoques de fotografias
• O processamento de imagens parte de imagens já 
prontas para serem visualizadas, as quais são 
transferidas para o computador por mecanismos 
diversos - digitalização de fotos, tomadas de uma 
câmera ou imagens de satélite - para serem 
manipuladas visando diferentes objetivos.
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Visualização Computacional
• Usa técnicas de Computação Gráfica para 
representar informação para facilitar o 
entendimento de conjuntos de dados numéricos de 
alta complexidade.
▫ Exemplos: visualização de imagens médicas, 
meteorologia, dados financeiros, dinâmica dos fluidos, 
dentre outras.
• O que existe em comum é que a representação 
gráfica (superfícies, partículas, ícones) são geradas 
automaticamente a partir do conjunto de dados.
▫ Ao usuário cabe definir parâmetros e atributos da 
imagem para melhor “navegar” seu conjunto de dados. 
Dessa maneira, a visualização de dados partilha de 
características da síntese, do processamento e da 
análise de dados.
Computação Gráfica
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Atividades I 
• Videos
▫ History of Computer Graphics (1972)
 https://www.youtube.com/watch?v=NXkkr0REEPI
▫ Pesquisar Vídeo “Computer Graphics Timeline”
• Artigo “Introdução a Computação Gráfica”
▫ Isabel Harb Manssour e Marcelo Cohen 
▫ Publicação 2006
▫ Revista RITA – Volume XIII – Número 2
 http://seer.ufrgs.br/rita
▫ Disponível em: https://scholar.google.com.br/
• Folha de Exercícios
Computação Gráfica
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Fatores que influenciam no processo 
de criação de imagens em um Sistema 
de Computação Gráfica Interativa 
(SCGI)
Computação Gráfica
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Fatores:
• Elementos essenciais: computador, imagem 
e operador.
Características do operador: conteúdo da 
imagem; disposição e tamanho dos elementos que 
compõem a imagem; formato; e cores ou tom de 
cor em caso de imagens monicromáticas.
• Partes de um Sistema Gráfico: 
equipamento; programas e documentação.
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Estilos Gráficos (1/3)
• Gráficos de Caracteres ou de Mosaico
▫ No computador existe um conjunto de caracteres 
gráficos (Tabela ASCII). Entretanto é muito 
limitado, destinado a gráficos simples.
▫ https://pt.wikipedia.org/wiki/ASCII
Computação Gráfica
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Estilos Gráficos (2/3)
• Gráficos Caligráficos
▫ Os desenhos são formados por linhas.
▫ Utilizados para gráficos no papel para produzir 
desenhos complexos.
▫ Não é próprio para preenchimento de áreas 
coloridas, realismo ou sombreados.
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Estilos Gráficos (3/3)
• Gráficos de Pixel
▫ Formados por pontos muito próximos
▫ Permite desenhar linhas e áreas de diversas cores
▫ Problema com a resolução do computador, pois as linhas 
diagonais tem forma de escada.
▫ http://3.bp.blogspot.com/-
O1w0jS1rQcI/UDYKjp_ErpI/AAAAAAAAAn0/487yKpxMI
80/s640/mario.PNG
Computação Gráfica
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PrimitivasGráficas
Computação Gráfica
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Primitivas Gráficas
• Chamamos os elementos básicos que formam 
um desenho.
▫ Ex. Pontos, segmentos, linhas, retângulos, 
círculos, arcos, outros. 
• Primitivas já definidas dão origem a novas 
primitivas:
▫ A polilinha é a concatenação de vários segmentos
▫ O polígono é a adequação de uma polilinha.
Computação Gráfica
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Representação de Imagens
• Atributos podem ser associados as primitivas:
▫ O Ponto pode ter uma cor
▫ A linha pode ter espessura, cor, traço
Computação Gráfica
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Janela Gráfica
Computação Gráfica
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Ponto
• Tratamos como um pixel, com propriedades: posição 
no plano e cor.
• Tamanho do pixel depende da resolução gráfica.
• Operação de manipulação de pixels são fundamentais 
para construção e alteração de imagens
Computação Gráfica
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Retas
• Algoritmos para desenhar retas:
▫ Digital Differentrial Analyser (DDA)
▫ Bresenham – Conhecido como algoritmo do Ponto 
Médio.
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Atividades II
• Folha de Exercícios
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