DESCRIÇÃO
Este livro se originou das notas de aula de um curso introdutório de Computação Gráfica, lecionado no IMPA há 10 anos como parte do programa de Computação Gráfica IMPA/PUC-Rio.
O livro enfoca aspectos conceituais da área de Computação Gráfica, estudando os diversos modelos matemáticos utilizados, bem como os problemas inerentes à discretização desses modelos.
A abordagem do livro é feita de forma elementar, abrangendo todo o programa de um curso introdutório, exigindo como pré-requisitos apenas conhecimentos de Cálculo Diferencial, Álgebra Linear e noções de algoritmos.
CONTEÚDO
1 Introdução
1 Dados, imagem e computação gráfica
2 Áreas de aplicação
3 Paradigmas de abstração
4 Modelos de imagem e terreno
5 Reconstrução
6 Um problema prático
7 Estrutura do livro
8 Comentários e referências
9 Exercícios
2 Geometria
1 O que é uma geometria?
2 Transformações e Computação Gráfica
3 Geometria Euclidiana
4 Geometria Afim
5 A geometria da computação gráfica
6 O espaço projetivo
7 Transformações Projetivas
8 Teorema fundamental da Geometria Projetiva
9 Projeções e Geometria Projetiva
10 Comentários e referências
11 Exercícios
3 Coordenadas
1 Transformando objetos, referenciais ou ordenadas
2 Transformações locais e globais
3 Coordenadas retilíneas do espaço
4 Coordenadas e parametrização
5 Comentários e referências
6 Exercícios
4 Rotações
1 Rotações do Plano Euclidiano
2 Rotações do Espaço Euclidiano
3 O espaço das rotações
4 Parametrização por ângulos de Euler
5 Interpolação de rotações
6 Uma pausa para os comerciais
7 Quatérnios
8 Conversão entre representações
9 Comentários e Referências
10 Exercícios
5 Cor
1 Cor no Universo Físico
2 Espaço Espectral de Cor
3 Representações e Reconstrução de Cor
4 Sistemas Físicos de Cor
5 Reconstrução Metamérica
6 Sistema Padrão CIE-RGB
7 A Geometria do Espaço de Cor
8 Sistema CIE-XYZ
9 Comprimento da onda dominante e Cores Complementares
10 Sistemas de Cor e Computação Gráfica
11 Comentários e Referências
12 Exercícios
6 Imagem
1 Paradigmas de abstração para imagens
2 Representação de uma imagem
3 Representação matricial e reconstrução
4 Elementos de uma imagem digital
5 Quantização de cor e imagem
6 Quantização e geometria das células
7 Métodos de quantização
8 Otimização e quantização
9 Dithering
10 Algoritmos de Dithering
11 Quantização e Dithering
12 Codificação de imagens
13 Comentários e referências
14 Exercícios
7 Objetos Gráficos Planares
1 Objetos Gráficos
2 Objetos Gráficos Planares
3 Curvas Poligonais e Triangulação
4 Representação de Curvas e Regiões
5 Rasterização
6 Representação, Amostragem e Interpolação
7 Visualização de Objetos Gráficos Planares
8 Recorte 2D
9 Operações de Visualização
10 Comentários e Referências
11 Exercícios
8 Objetos Gráficos Espaciais
1 Processamento Digital de Geometria
2 Curvas espaciais
3 Superfícies
4 Objetos Volumétricos
5 Triangulações e superfícies poliédricas
6 Representação de Superfícies Paramétricas
7 Representação de superfícies implícitas
8 Representação de Objetos Volumétricos
9 Comentários e Referências
10 Exercícios
9 Hierarquias
1 Objetos com hierarquia
2 Hierarquia de Objetos Articulados
3 Hierarquia do Corpo Humano
4 Transformação corrente e estrutura de dados
5 Hierarquias de Objetos Compostos
6 Árvores de particionamento (BSP-trees)
7 Classificação e busca usando BSP-trees
8 Comentários e Referências
9 Exercícios
10 Modelagem Geométrica
1 Modelagem e Representação
2 Representação CSG
3 Conversão entre Representações
4 Modelagem Generativa
5 Sistemas de Modelagem
6 Operações com Modelos
7 Comentários e Referências
8 Exercícios
11 Câmera Virtual
1 O modelo básico
2 Sistemas de coordenadas de visualização
3 Os parâmetros da câmera virtual
4 Operações de Visualização
5 Outros Modelos de Câmera
6 Especificando a Câmera
7 Comentários e Referências
8 Exercícios
12 Recorte
1 Classificação, separação e recorte
2 Aplicações de Recorte
3 Aceleração do recorte
4 Metodologia do Recorte
5 Recorte Bidimensional
6 Recorte de um segmento pela Tela Virtual
7 Recorte de Polígonos
8 Recorte tridimensional
9 Recorte e visualização
10 Comentários e Referências
11 Exercícios
13 Visibilidade
1 Fundamentos de visibilidade
2 Algoritmos de Visibilidade
3 Comentários e Referências
4 Exercícios
14 Iluminação
1 Fundamentos
2 A natureza da luz
3 Um modelo de iluminação simples
4 Cálculo da iluminação
5 Traçado de raios
6 Aceleração de traçado de raios
7 Amostragem e traçado de raios
8 Comentários e Referências
9 Exercícios
15 Rasterização
1 Amostragem
2 Amostragem de Haar
3 Super Amostragem
4 Amostragem Analítica
5 A-buffer
6 Comentários e Referências
16 Mapeamentos
1 Mapeamento de objetos gráficos
2 Função ruído
3 Ruído escalar
4 Ruído gradiente
5 Métodos de mapeamento 2D
6 Cálculo do Mapeamento 2D
7 Algumas aplicações de mapeamento 2D
8 Comentários e Referências
9 Exercícios
17 Composição
1 Canal alfa
2 Composição e geometria do pixel
3 Álgebra de composição
4 Composição de Imagens e Visibilidade
5 Comentários e Referências
6 Exercícios
18 A Equação de Iluminação
1 Modelo de Iluminação
2 Método de Traçado de Raios
3 Método de Radiosidade
4 Comentários e Referências
A Radiometria e Fotometria
1 Radiometria e iluminação
2 Função distribuição e reflectância bidirecional – BRDF
3 Fotometria
4 Um resumo
5 Comentários e referências
Bibliografia
Índice
SOBRE OS AUTORES
Luiz Velho
É pesquisador do IMPA. Cursou bacharelado na ESDI – Universidade do Estado do Rio de Janeiro, mestrado no MIT – Media Laboratory e doutorado em Ciência da Computação na Universidade de Toronto. Foi professor visitante do Courant Institute of Mathematical Sciences e pesquisador do NationalFilm Board do Canadá. Trabalhou na Fantastic Animation Machine, em Nova York e na Globo Computação Gráfica, onde desenvolveu sistemas gráficos. Seus interesses incluem fundamentos da computação gráfica, modelagem geométrica, visualização e animação.
Jonas Gomes
Graduou-se em Matemática pela Universidade Federal da Paraíba e fez mestrado e doutorado no IMPA, onde é pesquisador desde 1989. No IMPA, criou o Projeto Visgraf, que desenvolve atividades de ensino, pesquisa e desenvolvimento na área de computação gráfica. Antewriormente, trabalhou na Globo Computação Gráfica. Seus interesses em pesquisa incluem fundamentos matemáticos da computação gráfica, modelagem, visualização e animação e multimídia. Nas horas vagas, seus hobbies prediletos são escrever artigos de divulgação científica e jogar tênis.
