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Computación GráficaComputación GráficaTema 1Tema 1
Representación y modelado Representación y modelado de objetos tridimensionalesde objetos tridimensionales
Dr. Jorge Ernesto RodríguezE-mail: [email protected]
Universidad de CaraboboFacultad de Ciencias y Tecnología
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 22
Com
pute
r Im
age
Computación Gráfica o Síntesisde imagen por computador :
Escena 3D Representación 2D
Procesamiento de Imágenes:
Imagen 2D
Vision por computador:
Información de una realidad 3D
Imagen 2D
Imagen 2D
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 33
Geometric Modeling
Geometric Design
Solid Modeling
Volume Visualization
Com
pute
r G
raph
ics
or I
mag
e S
ynth
esis
1D-based Alg.
2D-based Alg.
3D-based Alg.
Surfacerendering
Direct volumerendering
Image Synthesis
Realistic
Unrealistic – Polygonal rendering
Ray tracing
Radiosity
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 44
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 55
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 66
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 77
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 88
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 99
Pipeline de visualización de Pipeline de visualización de gráficos 3Dgráficos 3D
Modelaciónde la escena
DespliegueRenderingProyección
Ocultamiento de superficies,Iluminación y sombreadoTexturas, etc.
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1010
Representación Poligonal
Funciones implícitas
CSG: Geometría Constructiva de sólidos
Técnicas de subdivisión espacial
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Principales esquemas de representación de objetos 3D
Parches paramétricos
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1111
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Representación PoligonalRepresentación Poligonal
Piecewise linear approximation (Aproximación lineal a trozos)
Verticesx1,y1,z1x2,y2,z2….xn,yn,zn
Carasv1,v3,v2v2,v4,v5v5,v6,v7…
Boundary RepresentationB-Rep
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1212
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Representación PoligonalRepresentación Poligonal
#Vertices #carasx1,y1,z1x2,y2,z2….xn,yn,zn1 2 31 3 44 3 5…
P1P4
P3
P2
Cilindro.off
P5
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1313
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Representación PoligonalRepresentación Poligonal
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1414
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Representación PoligonalRepresentación Poligonal
Ventajas: Desventajas:
“Infinita” capacidad de modelado
La unidad básica es elemental
La representación es independiente del objeto
Eficientes algoritmos de visualización y sombreado (tanto en software como en hardware
La exactitud del modelo es inversamente proporcional a su eficiencia
Solo hay información de la frontera del objeto
No hay condiciones generales sobre la forma del objeto
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1515
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
¿¿Como generar modelos poligonalesComo generar modelos poligonales??
Digitalización manual o automática (scanners 3D)
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1616
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
¿¿Como generar modelos poligonalesComo generar modelos poligonales??
A partir de un modelo matemático
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1717
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
¿¿Como generar modelos poligonalesComo generar modelos poligonales??
Extrusión y sólidos de revolución
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1818
Rendering de Rendering de representación representación poligonalpoligonal
Proyección de triángulos + Alg. de superficies ocultas
(Z-buffer) + método de sombreado
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 1919
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Geometría constructiva de sólidosGeometría constructiva de sólidos
A B
C-
-
CSG Tree
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2020
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Geometría constructiva de sólidosGeometría constructiva de sólidos
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2121
Ventajas: Desventajas:Representación y
modelación en la misma estructura
Facilidad para modelar intuitivamente
Permite representar sólidos
Se puede automatizar la fabricación el objeto
Rendering del objeto final no siempre es veloz
Limitaciones para ciertas conexiones
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Geometría constructiva de sólidosGeometría constructiva de sólidos
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2222
Rendering de CSGRendering de CSG
1. CSG ray tracing2. Conversión a
representación de voxel y aplicación de técnicas de volume rendering
3. Usando una versión adaptada de Z-buffer
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2323
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Funciones implícitasFunciones implícitas
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2424
Rendering de funciones implícitasRendering de funciones implícitas
1. Ray tracing2. Obtención de una
representación poligonal y rendering de modelos poligonales
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2525
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Parches parametricosParches parametricos
http://http://www2.mat.dtu.dk/people/J.Gravesen/cagd/decast.html
)()()1()(1
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Dados: tEbbb ny ,...,,
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Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2626
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Parches parametricosParches parametricos
http://http://www2.mat.dtu.dk/people/J.Gravesen/cagd/decast.html
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2727
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Parches parametricosParches parametricos
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2828
Rendering de superficies Rendering de superficies parametricasparametricas
Verdadera Utah Teapot
1. Ray trancing adaptado a parches de bezier
2. Obtención de un modelo poligonal y rendering de modelos poligonales
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 2929
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Subdivisión espacialSubdivisión espacial
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 3030
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Subdivisión espacialSubdivisión espacial
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 3131
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Subdivisión espacialSubdivisión espacial
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 3232
Estrategias de Rendering Estrategias de Rendering Rendering de voxelizacionRendering de voxelizacion
Surface rendering(Técnicas basadas en superficies)
Direct volume rendering(Técnicas por proyección directa
del volumen)
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 3333
Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales
Otros: fractales, gramaticas, particulas, Otros: fractales, gramaticas, particulas, modelos deformables, etc.modelos deformables, etc.
Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 3434
Representación vs. Técnica de Representación vs. Técnica de modeladomodelado
RepresentaciónRepresentación Área de EstudioÁrea de Estudio
Mallados PoligonalesMallados Poligonales Rendering de escenas Rendering de escenas 3D3D
CSGCSG Solid ModelingSolid Modeling
Parches parametricosParches parametricos CAGDCAGD
Subdivisión espacialSubdivisión espacial Volume VisualizationVolume VisualizationSurface renderingSurface rendering
Direct volume renderingDirect volume rendering
Geometricmodeling