DESCRIÇÃO
Este livro foi elaborado com base no material do curso “Projeto e Implementação de Sistemas Gráficos 3D”, lecionado pelos autores no IMPA desde 1997. Esse curso faz parte do programa de computação gráfica IMPA/PUC-Rio.
O livro aborda os aspectos computacionais da modelagem geométrica e visualização de cenas tridimensionais. Uma grande ênfase é dada na arquitetura de sistemas gráficos 3D.
O texto contém a descrição dos algoritmos básicos da computação gráfica 3D, implementados na linguagem C. Esse material didático é complementado por bibliotecas de rotinas para a construção de sistemas gráficos.
CONTEÚDO
1 Introdução
1.1 Computação Gráfica
1.2 Escopo e Aplicações
1.3 Proposta Metodológica
1.4 Arquitectura de Sistemas
1.5 Implementação e Extensões
1.6 Paradigma de Implementação
1.7 Padrões Gráficos
1.8 Aplicações Avançadas e Estudos Futuros
1.9 Conteúdo
1.10 Material Complementar
2 Objetivos e Equipamentos Gráficos
2.1 Objetos Gráficos
2.2 Dispositivos Gráficos e Representação
2.3 Classificação dos Equipamentos Gráficos
2.4 Estações Gráficas
2.5 Pacote Gráfico GP
2.6 Comentários e Referências
2.7 Exercícios
3 Geometria
3.1 Geometria para Computação Gráfica
3.2 Espaço Euclidiano
3.3 Transformações do Espaço Euclidiano
3.4 Espaço Projetivo
3.5 Transformações Projetivas em RP3
3.6 Transformações de Objetos Geométricos
3.7 Comentários e Referências
3.8 Exercícios
4 Cor
4.1 Fundamentos de Cor
4.2 Sistemas de Cor dos Equipamentos
4.3 Sistemas de Especificação de Cor
4.4 Discretização do Sólido de Cor
4.5 Comentários e Referências
4.6 Exercícios
5 Imagem Digital
5.1 Fundamentos
5.2 Formato de Representação de Imagem
5.3 Exibição de Imagem
5.4 Quantização Adaptativa
5.5 Dithering
5.6 Codificação de Imagens
5.7 Compressão
5.8 Comentários e Referências
5.9 Exercícios
6 Descrição de Cenas 3D
6.1 Cenas 3D
6.2 Conceitos de Linguagem
6.3 Uma Linguagem de Extensão
6.4 Sub-Linguagens e Aplicações
6.5 Comentários e Referências
6.6 Exercícios
7 Modelos Geométricos Tridimensionais
7.1 Fundamentos de Modelagem
7.2 Primitivos Geométricos
7.3 Aproximação de Superfícies e Malhas Poligonais
7.4 Superficies Poligonais
7.5 Comentários e Referências
7.6 Exercicios
8 Técnicas de Modelagem
8.1 Fundamentos de Sistemas de Modelagem
8.2 Modelos Construtivos
8.3 Modelagem Generativa
8.4 Comentários e Referências
8.5 Exercícios
9 Hierarquias e Objetos Articulados
9.1 Vínculos Geométricos
9.2 Hierarquias e Transformações
9.3 Grupos de Objetos
9.4 Animação
9.5 Comentários e Referências
9.6 Exercícios
10 Transformações de Visualização e Câmera
10.1 O Processo de Visualização
10.2 Transformações de Visualização
10.3 Especificação da Visualização
10.4 Comentários e Referências
10.5 Exercícios
11 Recorte de Superfícies para Visualização
11.1 Fundamentos da Operação de Recorte
11.2 Casos Triviais de Recorte
11.3 Recorte em Dois Passos
11.4 Recorte Sequênciado
11.5 Comentários e Referências
11.6 Exercícios
12 Rasterização
12.1 Fundamentos da Rasterização
12.2 Métodos Incrementais
12.3 Rasterização por Subdivisão
12.4 Comentários e Referências
12.5 Exercícios
13 Cálculo de Superfícies Visíveis
13.1 Fundamentos
13.2 Z-Buffer
13.3 Traçado de Raios
13.4 Algoritmo do Pintor
13.5 Outros Métodos de Visibilidade
13.6 Comentários e Referências
13.7 Exercícios
14 Modelos Locais de Iluminação
14.1 Fundamentos
14.2 Fontes de Luz
14.3 Iluminação Local
14.4 Materiais
14.5 Especificação na Linguagem
14.6 Comentários e Referências
14.7 Exercícios
15 Iluminação Global
15.1 Modelos de Iluminação
15.2 Método de Traçado de Raios
15.3 Método de Radiosidade
15.4 Comentários e Referências
15.5 Exercícios
16 Técnicas de Mapeamento
16.1 Fundamentos
16.2 Função de Textura
16.3 Mapeamento de Textura
16.4 Mapeamento de Rugosidade
16.5 Mapeamento de Reflexão
16.6 Mapeamento de Fontes de Luz
16.7 Comentários e Referências
17 Colorização
17.1 Amostragem e Reconstrução da Função de Colorização
17.2 Métodos de Amostragem
17.3 Métodos de Reconstrução Básicos
17.4 Reconstrução de Atributos de Textura
17.5 Imageamento
17.6 Comentários e Referências
18 Sistemas Gráficos 3D
18.1 Sistema A
18.2 Sistema B
18.3 Sistema C
18.4 Projetos
Referências Bibliográficas
SOBRE OS AUTORES
Luiz Velho
É pesquisador titular 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 National Film 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. Anteriormente, 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
