Ciencias de la Computación (plan 1994) 2023-2

Optativas, Graficación por Computadoras

Graficación por Computadora y Modelado 3D

Modalidad: Virtual

Profesora: Ana Luisa Solís González Cosío

Ayudantia y Laboratorio: Cuauhtemoc Lemus Aguilar

Metodología de Curso

El curso se desarrollará con el apoyo del Classroom, la clave se proporcionará en la reunión en Zoom.

Todo el material del curso estará disponible en el Classroom

Introducción

El Area de Graficación por Computadora e Interacción con Ambientes Virtuales del area de Ciencias de la Computación del Departamento de Matemáticas de esta Facultad, los invita a integrarse al curso de Graficación por Computadora. Somos un grupo en el área de Ciencias de la Computación sólido ya que venimos trabajando el área desde los 80´s. Somos los responsables de la integración de los cursos de Graficación por Computadora, Animación por Computadora, Realidad Virtual, Visualización y Diseño y Programación de Videojuegos en la Curricula inicialmente en Matemáticas dentro de la opción de Computación y luego dentro de Ciencias de la Computación. Hemos participado en el posgrado de Computación y trabajado en proyectos Nacionales e Internacionales con Centros de Inteligencia Artificial y proyectos de Realidad Virtual y Videojuego con otras Universidades en el extranjero y con SIGGRAPH de ACM

La materia de Graficación por Computadora es la materia básica que les da las bases para materias como Animación por Computadora, Realidad Virtual, Visualización y Videojuegos. Si realmente estas interesado en el área de manera seria, te invitamos a inscribirte a esta materia. También te invitamos a integrarte al área para realizar tu Servicio Social e integrarte a los proyectos del área. Puedes enviarme un e-mail si tienes interés en el área o cualquier duda. Ana Luisa Solis

Introducción

La Graficación por Computadora, también conocida como Computación Grafica, es una área de las Ciencias de la Computación cuyo objetivo en dar los fundamentos para la generación de imágenes por computadora

Las imágenes pueden ser desde imágenes en 2D hasta modelos tridimensionales 3D, de alta complejidad. La Graficación permite transformar modelos en imágenes visibles a través de esquemas o algoritmos gráficos. Los modelos pueden ser desde el modelado de humanos y su comportamiento hasta modelar ambientes virtuales con alto grado de realismo a través de modelos de iluminación complejos.

La Graficación, también esta relacionada con el diseño de nuevos dispositivos o nuevas técnicas de interacción humano-computadora. Define las técnicas y los fundamentos que son aplicados a la Animación por Computadora, la Visualización, así como la creación de Ambientes Virtuales o Realidad Virtual.

De ésta manera, la Graficación por Computadora permite establecer un diálogo o comunicación muy diferente entre el hombre y la computadora que es llevado a cabo a través de imágenes y con las técnicas interactivas más novedosas.

Objetivos

1.- Proporcionar los principios, técnicas y algoritmos fundamentales del área de Graficación.

2.-Programación 3D con OpenGL una biblioteca grafica que permite desarrollar aplicaciones graficas interactivas en tiempo real y que actualmente es un "estándar" para el desarrollo de aplicaciones gráficas.

3.- Se iniciará la programación de OpenGL con una arquitectura fija pasando a programar en Arquitecturas Modernas, se cubrira una introducción utilizando el lenguaje GLSL para la programación de Shaders

3. Desarrollar una serie de tareas especificas que permita adentrarse a la solución de problemas y algoritmos graficos.

4. Es el primer curso del ártea que da los principios y fundamentos para materias mas avanzadas

6. Este semestre, de nuevo estamos integrando además de los fundamentos, herramientas para modelado 3D ya que es importante para tener las bases para el desarrollo de proyectos en Realidad Virtual, Animación por Computadora y Videojuegos, asi como CAD/CAM.

Plataforma y Software

Lenguajes:C / C++

Plataformas: Windows , Linux/ Mac OS X

Software: Ambiente de desarrollo enfocado a problemas y algoritmos graficos OpenGL y GLSL

Programación 3D

Modelado 3D: Rhinoceros 3D

Evaluación

Tareas y Programación con OpenGL 20%

Modelado 3D 15%

Exámen 35%

Proyecto Final 30%

TEMARIO

1a Parte: Principios, técnicas y algoritmos basicos

1. Introducción.

2. Programación Gráfica.

3. Raterización. Algoritmos Básicos para dispositivos raster.

4. Programación en OpenGL

5. Modelado. Curvas, superficies y mallas. Procesamiento de la geometria.

6. Transformaciones Geométricas.

7. Transformaciones de Visión

8. Proyecciones Geométricas Planas.

2ª Parte. Rendering.

9. Determinación de Superficies Ocultas.

10. Colorimetría

11. Modelos de Iluminación y Sombreado.

12. Interacciòn

Reflexión y Materiales.

13. Mapeo de Texturas.

14. Ecuación de Rendering e Iluminación Global.

15. High Performance Ray Tracing.

16. Mapeo de la Iluminación.

17. Técnicas en el dominio de las Texturas Tridimensionales.

18. Iluminación Diferida

19. Rendering Estocástico

Bibliografía

Sumanta Guha, Computer Graphics Through OpenGL: From Theory to Experiments, CRC Press/ A K Peters

Foley, van Dam, Feiner, Hughes ed. "Computer Graphics: Principles and Practice", Addison-Wesley, 2aEd y 3aEd. Addison-Wesley

Watt, Alan, Fundamentals of Three-Dimensional Computer Graphics", Addison-Wesley

Watt A, Watt M. "Advanced Animation and Rendering Techniques: Theory and Practice", Addison Wesley

Haines, Eric, Hanrahan, Pat, “ An Introduction to Ray Tracing”, Morgan Kaufmann Series

Shreiner, Dave, Seller Graham.ed. "OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL", ^hEdición) Addison-Wesley