• General

    Visualización e Interacción Gráfica (2009)

    • Programa

      programa

       

       

      Datos identificativos de la Asignatura

      • Asignatura: Visualización e Interacción Gráfica

      • Código: 5466

      • Departamento / Área: Departamento de Matemática Aplicada y Ciencias de la Computación

      • Título: Grado en Ingeniería Informática

      • Centro: Facultad de Ciencias

      • Créditos ECTS: 7,5

      • Idioma de impartición: Español

      • Profesor responsable: Andrés Iglesias Prieto

      • Otros profesores: Akemi Gálvez Tomida

       

       

       

          Objetivos    

       

      Objetivos generales

      • El objetivo general del curso es proporcionar al alumno/a una visión general de las técnicas y métodos que se aplican en la generación y manipulación de gráficos por computador, desde las Interfaces Gráficas de usuario disponibles en los sistemas operativos actuales hasta los modelos más avanzados de renderizado y animación por computador. Dicha visión incluye la comprensión de los fundamentos de dichos métodos, y posibles formas de implementación, así como de sus efectos sobre las escenas virtuales.

         

      Objetivos específicos: aptitudes/destrezas

      • Entender los fundamentos básicos de los gráficos por computador, su esquema básico de funcionamiento y el uso del software y hardware aplicado a este campo.

      • Conocer la historia de los gráficos por computador desde sus orígenes, así como la evolución histórica de los distintos métodos en este campo en función del software y hardware disponible en cada momento.

      • Implementar los métodos más usuales de renderizado, iluminación, texturizado y efectos avanzados de los gráficos por computador.

      • Entender el uso de las Interfaces Gráficas de Usuario presentes hoy día en muchos programas y sistemas operativos desde la óptica de los gráficos por computador

      • Adquirir conocimientos suficientes para que pueda diseñar los algoritmos sobre las entidades geométricas más usuales en los gráficos por computador y realizar su implementación en cualquier lenguaje de programación.

      • Conocer el mundo de los entornos multimedia, la realidad virtual y la realidad aumentada.

      • Conocer las técnicas básicas de animación por computador.

      • Conocer las técnicas básicas de la simulación y animación de los fenómenos naturales.

      • Conocer y entender los fundamentos de la animación de seres humanos virtuales y su comportamiento y evolución en mundos virtuales, así como de fenómenos de aparición reciente como “Los Sims” y “Second Life".

      • Entender la interacción de estas técnicas con otros campos de la computación, como la inteligencia artificial y la visualización científica.

      • Conocer los principales formatos gráficos, su campo de aplicación así como sus principales ventajas e inconvenientes.

       

       

       

          Programa de la asignatura    

       

      Tema 1. Introducción a los gráficos por computador. Bibliografía básica

      • Aplicaciones y usos de los gráficos por computador.

      • Ejemplos relevantes y ámbito de aplicación.

      • Historia de los gráficos por computador.

      • Fuentes de información: revistas, libros, CDs, sitios web. Software gratuito y comercial.

      • Enfoque del curso.

      • Vídeo: Ilusiones virtuales (1,5 horas).

         

      Tema 2. Hardware y software para gráficos por computador

      • Tarjetas gráficas.

      • Software gratuito:

        • Visores web y de VRML (CosmoPlayer, AppletViewer).

        • APIs gráficas (OpenGL, DirectX, Java3D).

        • Ray tracing (POVray, ray-tracer).
      • Software comercial: Maya, RenderMan, 3D Studio Max, LightWave).

         

      Tema 3. Algoritmos básicos para gráficos por computador

      • Transformaciones 2D y 3D.

      • Matrices de transformación.

      • Algoritmos de línea: DDA, algoritmo de Bresenham.

      • Algoritmos de clipping.

      • Algoritmos de líneas y superficies ocultas. Algoritmo del pintor, Z-buffer.

      • Práctica 1. Matrices de transformación.

      • Práctica 2. Algoritmo de Bresenham.

         

      Tema 4. Modelado geométrico: curvas y superficies

      • Sistemas de representación: implícitas, explícitas y paramétricas.

      • Curvas y superficies de forma libre: de Bézier, Bsplines y NURBS.

      • Algoritmos básicos:

        • Subdivisión.

        • Elevación de grado.

        • Elección de nodos.

        • Refinamiento.

        • Eliminación de nodos.
      • Algoritmos avanzados:

        • Intersección.

        • Blending.

        • Offset.
      • Ultimas tendencias: T-NURBS, T-NURCCS.

      • Práctica 3. Curvas y superficies de Bézier.

      • Práctica 4. Curvas y superficies Bspline.

      • Práctica 5. GUI avanzada en Matlab para curvas y superficies de forma libre.

      • Vídeo: Curvas y superficies de forma libre.

         

      Tema 5. Renderizado: modelos de iluminación

      • Fundamentos del renderizado.

      • Modelos de polígonos:

        • Alambres.

        • De caras y vértices.

        • Planos.

        • Otros modelos.
      • Modelos básicos de iluminación.

        • Iluminación ambiente.

        • Iluminación difusa.

        • Iluminación especular
      • Efectos de distancia.

      • Algoritmos básicos:

        • Flat.

        • Gouraud.

        • Phong.
      • Ray tracing.

      • Radiosidad.

      • Práctica 6. GUI avanzada en Matlab para modelos de iluminación.

         

      Tema 6. Texturizado

      • Conceptos básicos de texturizado:

        • Texture mapping.

        • Bump mapping.

        • Environment mapping.
      • Fractales:

        • Sistemas de funciones iteradas.
      • L-sistemas.

      • Otros métodos.

      • Ejemplos avanzados.

      • Práctica 7. Fractales: sistemas de funciones iteradas.

      • Práctica 8. Texturizado.

         

      Tema 7. Gráficos por computador avanzados

      • Transparencia.

      • Multiresolución.

      • Niebla.

      • Reflexiones.

      • Simulación de fenómenos naturales: agua, fuego, etc.

      • Práctica 9. Simulación del agua.

         

      Tema 8. Animación por computador

      • Fundamentos de la animación por computador.

      • Animación geométrica.

      • Key framing.

      • Cinemática directa e inversa.

      • Animación basada en scripts.

      • Práctica 10. Sistemas de partículas.

         

      Tema 9. Humanos virtuales

      • Modelado de humanos virtuales:

        • Pelo.

        • Piel.

        • Articulaciones.
      • Animación del comportamiento.

      • Inteligencia artificial.

      • Modelos cognitivos.

      • Ultimas tendencias:

        • Los Sims.

        • Second Life.

        • Animación de multitudes.

         

      Tema 10. Interfaces Gráficas de Usuario. Multimedia. Realidad virtual

      • Interfaces Gráficas de Usuario (GUIs).

      • Ejemplos en Matlab.

      • Entornos multimedia.

      • Creación de una GUI.

      • Realidad virtual:

        • Entornos inmersivos.

        • Entornos proyectivos.

        • Entornos híbridos.
      • Aplicaciones de la realidad virtual.

      • Realidad aumentada.

      • Práctica 11. Creación de una GUI.

         

      Tema 11. Formatos gráficos

      • Gráficos vectoriales.

      • Gráficos de mapa de bits.

      • Formatos:

        • BMP.

        • JPEG.

        • Metafiles.
      • Formatos de compresión de vídeo:

        • MPEG1.

        • MPEG2.

        • MPEG4.
      • Formato AVI.

      • Formatos de compresión de audio: MP3.

      • Compresión fractal.

      • Formatos industriales:

        • IGES.

        • VDA.

        • CATIA.
      • Práctica 12. Formatos MPEG y MP3.

      • Vídeo: Formatos industriales.

         

      Tema 12. Gráficos para la Web

      • Formatos GIF y JPEG.

      • Librerías gráficas para la Web.

      • Web 3D.

      • Visualización de datos mediante gráficos por computador.

      • Últimas tendencias.

      • Práctica 13. Creación de una página web con contenido gráfico.

      • Práctica 14. Realidad virtual. Creación y navegación por una escena en VRML.