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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação

Instituto de Matemática e Estatística

Ciência da Computação

Disciplina: MAC0420 - Introdução a Computação Gráfica

Introduction to Computer Graphics

Créditos Aula:	4
Créditos Trabalho:	0
Carga Horária Total:	60 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	01/01/2024	Desativação:

Objetivos

Introduzir conceitos de computação gráfica, fornecendo conhecimento teórico para a criação de imagens
sintéticas. Desenvolver competências para o desenvolvimento de programas gráficos interativos.

Introduce computer graphics concepts, providing theoretical knowledge for the creation of synthetic images. Develop skills for the development of interactive graphics programs.

Docente(s) Responsável(eis)

	353731 - Carlos Hitoshi Morimoto
	1914321 - Roberto Marcondes Cesar Junior

Programa Resumido

A disciplina introduz fundamentos de programação gráfica (shaders) e programação geométrica. O
desenho de imagens por computador parte da modelagem de objetos por meio de vértices, linhas e
superfícies. O processo de projeção desses objetos será estudado para criar vistas em perspectiva. Será
mostrado como imagens cada vez mais realistas serão geradas tratando elementos como luz,
sombreamento e texturas.

The course introduces fundamentals of graphical programming (shaders) and geometric programming. To generate synthetic images computers require object models composed of vertices, lines and surfaces. The projection process of these models will be studied to create perspective views. We will see how images that look more realistic can be generated by treating elements such as light, shading and textures.

Programa

Fundamentos de programação gráfica interativa serão desenvolvidos na prática por meio de uma API
gráfica como OpenGL. Serão tratados fundamentos como funções gráficas primitivas, cor, observação,
programação baseada em eventos, animação etc.
Para a programação geométrica serão revistos conceitos de álgebra linear, representação de pontos e
vetores, coordenadas homogêneas, mudança de sistemas de coordenadas, etc.
Sobre a modelagem de objetos serão introduzidos conceitos de modelos poliédricos, hierárquicos, fractais
e dimensão fractal. Serão introduzidos também conceitos sobre a representação de curvas e superfícies
como interpolação, curvas de Bézier e B-splines, entre outros.
Para a geração de imagens em perspectiva serão estudadas transformações 3D, recorte (clipping) e, para
gerar imagens ainda mais realistas, serão estudados também conceitos sobre luz, cor, sombreamento,
texturas, e rastreamento de raios, assim como aplicações como fotografia computacional.

Fundamentals of interactive graphics programming will be developed in practice using a graphics API such as OpenGL. Fundamentals such as primitive graphics functions, color, observation, event-based programming, animation, etc. will be discussed. For geometric programming, we will review concepts of linear algebra, representation of points and vectors, homogeneous coordinates, change of coordinate systems, etc. Regarding object modeling we will introduce concepts of polyhedral modeling, hierarchical, fractal and fractal dimension models, besides concepts on the representation of curves and surfaces such as interpolation, Bézier curves and B-splines, among others. For the generation of perspective images, we will cover 3D transformations, clipping and, to generate even more realistic images, concepts about light, color, shading, textures, and ray tracing will also be reviewed, as well as applications such as computational photography

Avaliação

Método

Média ponderada de provas, trabalhos e exercícios.

Critério

A média geral deve ser maior ou igual a 5 para aprovação e pelo menos 70% de presença.

Norma de Recuperação

Em caso de média geral maior ou igual a 3 e menor que 5, a nova média geral consiste de uma média ponderada entre a média geral e uma prova ou trabalho de recuperação.

Bibliografia

Bibliografia básica 

1. J.M. Gomes e L. Velho. Fundamentos da Computação Gráfica. IMPA, 2003.

2. C.H. Morimoto. Introdução à Computação Gráfica com WebGL.
https://panda.ime.usp.br/introcg/static/introcg/index.html, 2022.

3. D.J. Eck. Introduction to Computer Graphics. https://math.hws.edu/graphicsbook/, 2021.

Bibliografia complementar

1. E. Angel. OpenGL a Primer. Addison-Wesley. 2008.

2. S. Guha. Computer Graphics Through OpenGL: From Theory to Experiments. CRC Press, 2019.

3. D. Hearn, W.R. Carithers, and M.P. Baker. Computer Graphics with OpenGL. Addison Wesley, 2011.

4. J. Hughes, A. Van Dam, M. McGuire, D. Sklar, F. James, and K. Akeley. Computer Graphics: Principles and Practice. 3rd Edition, Addison-Wesley, 2013. 

5. S. Marschner and P. Shirley. Fundamentals of Computer Graphics. CRC Press, 2016.

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