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Introdução aos Gráficos

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Olá e bem-vindo à primeira palestra do curso Computer Graphics. Nesta palestra tentaremos obter uma visão geral da ideia básica de gráficos e o que ela significa.
Então, vamos começar com uma questão trivial muito simples, o que fazemos com computadores? Eu acho que a maioria de vocês será capaz de dizer que nós fazemos muitas coisas. Vejamos alguns exemplos, quais são as coisas que fazemos com um computador.
O primeiro exemplo que veremos está relacionado a uma tarefa de processamento de documentos. Por isso, essencialmente, estamos interessados em criar documento e vamos ver o que fazemos lá e o que conseguimos ver na tela.
Na tela que mostrei um exemplo de criação de documentos acontecendo, esta é essencialmente a criação dos slides dos quais estou entregando a palestra. Por isso, como você pode ver há muitas coisas que estão sendo mostradas na tela. Então, quais são essas coisas quais são os componentes que estamos vendo na tela?De fato há grande número de coisas diferentes, o mais importante é claro porque estamos falando de atividades de processamento de documentos o componente mais importante é o caráter numérico alfa. Então, há muitos tais personagens os alfabetos os números e como entramos nesses personagens? Usando um teclado, seja físico ou virtual. Mas além disso há outros componentes igualmente importantes. Por exemplo, a opção de menu que vemos aqui no lado superior da tela. Assim como os ícones vários ícones representando algumas ferramentas de edição que a gente consegue ver na parte superior da tela. Portanto, aqui ou aqui de fato todos esses componentes são essencialmente ferramentas de edição e os ícones que representam essas ferramentas. Também temos os slides da preview na parte esquerda que é outro importante component.Assim, se você observou alguns desses componentes são mostrados como textos como os caracteres alfanuméricos e os outros são mostrados como imagens como aqueles icons.Assim, essencialmente há um mix de caracteres e imagens que constituem a interface de um sistema de processamento de documentos típicos .Agora, vejamos outro exemplo que você pode ou não ter visto mas também é bastante comum que é essencialmente interface CAD ou Interface de Design Aided de Computador. Assim, o CAD defende o Computer Aided Design. E este é um exemplo da interface de modo que existem muitos sistemas de diferenças com diferentes interfaces o que eu mostrei aqui é um tal exemplo.Então, o que esses sistemas fazem, essencialmente com este sistema, alguém pode realmente projetar peças de maquinaria e existem alguns botões de controle para fazer várias operações sobre esta parte. E como você pode ver a parte geral que é toda a imagem é construída a partir de componentes individuais como esta engrenagem menor ou este cilindro, este cubos componentes menores. E esses componentes menores estão tendo algumas propriedades especificadas por exemplo dimension.Assim, com essa interface então o que podemos fazer geralmente os engenheiros usam tais interfaces para criar maquinário especificando componentes individuais e suas propriedades e tente montá-las virtualmente. Na tela para verificar se há algum problema nas especificações. Por isso, claramente já que tudo é feito virtualmente o engenheiro não exige nenhum desenvolvimento físico do maquinário, por isso economula tempo que poupa custo e muitas outras coisas. Então, isso é exemplo 2.Now vamos ver mais um exemplo outro exemplo interessante de computação gráfica, isso está relacionado à visualização ou tentativa de visualizar coisas que de outra forma é difícil de visualizar. Por isso, sob visualização veremos um par de exemplos o primeiro é a visualização de uma molécula de DNA, agora o DNA como todos sabem que o ácido Deoxribonucleico é essencialmente o seu código genético presente em cada célula e não é possível vê-lo com os nossos olhos de urso como todos nós sabemos.
Mas será bom se pudermos vê-lo de alguma forma, de alguma forma, e aplicação de gráficos de computador conhecidos como visualização possibilita, como se mostra aqui. Por isso, esse tipo de visualização é conhecida como visualização científica onde tentamos visualizar coisas que ocorrem na natureza mas não conseguimos ver de outra forma ou difícil de ver. Há um outro tipo de visualização, vamos ver um exemplo, suponhamos que queremos visualizar uma rede de computadores como o fluxo de tráfego acontece na rede, aqui pelo tráfego eu quero dizer pacotes os pacotes que estão sendo movidos na rede, em todo caso não estamos em posição de visualizá-lo com nossos olhos mas computador pode nos ajudar com computador podemos realmente criar uma visualização do fluxo de tráfego de rede. Esses tipos de visualização são conhecida como visualização de informações, aqui não estamos lidando com objetos naturais em vez disso estamos lidando com informações não naturais ou artificiais e estamos tentando visualizar essas informações. Então, nós temos dois tipos de visualização: científica e

informações. E são aplicações de computação gráfica que nos ajudam a perceber que nos ajudam a entender as coisas que de outra forma não poderemos perceber. Então, como disse cada um dos exemplos que discuti anteriormente é um exemplo do uso de computação gráfica. Mas estes são apenas três exemplos de fato o espectro de tais aplicações de computação gráfica é enorme e tudo o que conseguimos ver ao nosso redor envolvendo computadores são basicamente aplicações de computação gráfica e definitivamente não é possível ao menos todos esses aplicativos. Também temos que ter em mente que não só as telas de desktop ou laptop estamos aqui falando de um pleito de outros tipos de displays como bem que inclui celulares, quiosques de informação em pontos populares como aeroportos, caixas eletrônicos, grandes displays em shows de música a céu aberto, painéis de controle de tráfego aéreo até telas de cinema nos teatros todos estes são alguns tipos de display e o que estiver sendo mostrado nesta displays são, em sua maioria, aplicações de computação gráfica.
Então, temos duas coisas um é grande número de aplicação segundo é aplicação em todas as exibições possíveis. E como já mencionei anteriormente aqueles que não são muito conversão para o trabalho interno de um computador para eles sempre que utilizamos o termo computador essencialmente a coisa que vem à mente de tais pessoas letais é a exibição o que estiver sendo mostrado no display.

Então, essencialmente a exibição é considerada como computador por aqueles que não estão muito bem-acostumados com o funcionamento interno de um computador.Agora, qual é a coisa comum entre todos esses aplicativos, instâncias de imagens exibidas? Agora, aqui por imagem estamos referenciando tanto caracteres numéricos alfa caracteres numéricos como também imagens reais porque textos também são considerados como imagens como veremos em nossas palestras subsequentes. E essas imagens são construídas com objetos componentes dos objetos como temos discutido no aplicativo CAD como há objetos individuais como vimos anteriormente,

agora esses objetos são essencialmente formas geométricas. E sobre esses objetos, atribuímos algumas cores como a cor amarela aqui ou a cor azul aqui ou o branco aqui. Por isso, objetos geométricos coloridos estão lá que são usados para criar a imagem geral. Junto com isso há uma mais uma coisa quando criamos editar ou visualizar um documento estamos lidando com caracteres alfanuméricos e cada um desses caracteres é um objeto. Novamente, veremos em detalhes por que os caracteres são considerados objetos em palestras subsequentes. E esses objetos são renderizado na tela com estilos de estilos diferentes assim como cor. Como os objetos típicos que notamos no case.similarmente, se estamos usando algum pacote de desenho de desenho de desenho como MS paint ou a aplicação de desenho do MS word, lá lidamos com outras formas como círculos, retângulos, curvas, estes também são objetos e com esses objetos criamos um objeto maior ou image.Finalmente, no caso de vídeos de animação ou jogos de computador o que envolve a animação mesmo. Em muitos casos lidamos com personagens virtuais. Esses são essencialmente alguns personagens criados artificialmente que podem ou não ser humanos como. E todas essas imagens ou seus componentes podem ser manipulados porque hoje em dia a maioria dos sistemas de tráfego está interagindo. Assim, o usuário pode interagir com o conteúdo da tela e manipular o conteúdo. Para isso os dispositivos de entrada estão lá como mouse, teclado, joystick e so on.Agora, como um computador pode fazer todas essas coisas, todas essas coisas. O que são essas coisas? Vamos recapitear novamente. As imagens constituídas por componentes por isso precisamos representar esses componentes então precisamos colocá-los juntos na forma de uma imagem e devemos permitir que o usuário interaja com esses componentes ou toda a imagem através de dispositivos de entrada, assim como devemos ser capazes de criar a percepção de movimento movendo essas imagens. Como um computador pode fazer todas essas coisas?Todos nós sabemos que você provavelmente já fez alguns cursos básicos em que você sabe que os computadores entendem apenas linguagem binária que é linguagem de 0s e 1s, por outro lado em computação gráfica o que temos letras números, símbolos caracteres mas estes não são 0s ou
1s. São algo que entendemos que podemos perceber que podemos entender. Portanto, o que é necessário há duas questões relacionadas a isso. Primeira questão é saber como podemos representar tais objetos em uma linguagem que o computador entende e o computador pode processar. A segunda questão é, como podemos mapear desde a linguagem dos computadores até algo que possamos perceber, portanto, essencialmente com a saída do computador em 0s e 1s não poderemos entender o que isso significa. Então, nós queremos novamente na forma daqueles objetos que mencionamos anteriormente. Então, uma coisa é mapear a partir do nosso entendimento para a linguagem dos computadores e outra coisa é mapear a partir de computadores entendendo a nossa linguagem. Em outras palavras, como podemos criar ou representar sintetizar e renderizar imagens em um display de computador esta é a questão fundamental que tentamos responder em computação gráfica.
A partir dessa questão fundamental, podemos enquadrar questões de componentes do FOUR. Primeiro é como já dissemos que imagens são construídas a partir de partes constituintes. Então, como podemos representar essas partes que é a primeira questão básica. Segunda questão é como sintetizar as partes constituintes para formar um imaginário realista completo? Então, essa é a nossa segunda pergunta. Terceira questão é saber como permitir que os usuários manipulem o imaginário ou seus constituintes na tela com o uso de dispositivos de entrada. Essa é a nossa terceira questão fundamental. E, finalmente, a quarta questão é como criar a impressão de movimento para criar animações. Então, essas são as quatro perguntas primeiro é como representar, segundo é como sintetizar, terceiro é como interagir e quarto é como criar animação.Agora, em computação gráfica vemos respostas para essas quatro perguntas básicas. Aqui poucas coisas precisam anotar em primeiro lugar quando estamos falando de telas de computadores, estamos usando em um sentido muito amplo porque as telas variam de maneira ótima como todos nós estamos cientes hoje em dia de pequenas exibições para exibir paredes a grandes displays e essas variações indicam variações correspondentes na plataforma de computação subalterna no entanto ignoraremos essas coisas quando nos referimos a a tela de computadores assumirá que estamos referenciando a todos os tipos de screens.Assim, o que discutirmos nosso objetivo seria buscar soluções eficientes para as quatro questões básicas para todas as plataformas possíveis. Por exemplo, exibir algo no celular requer diferença de técnicas de exibir algo em seu desktop, pois o hardware subalterno pode ser diferente. Há uma diferença na velocidade da CPU, na capacidade de memória, nas questões de consumo de energia e assim por diante. Por isso, quando estamos a propor uma solução para responder a uma destas questões ou a todas estas questões devemos ter em mente estas variações subjacentes.
Agora, em síntese o que podemos dizer sobre computação gráfica é que este é o processo de renderização de imagens estáticas ou de animação que é uma sequência de imagens na tela do computador, que para de forma eficiente, em que a eficiência se refere essencialmente à utilização eficiente dos recursos subjacentes. Neste curso vamos aprender em detalhes este processo particularmente os estágios do pipeline onde o pipeline realmente se refere a um conjunto de estágios que fazem parte de todo esse processo de renderização e implementação de pipeline que é como implementamos os estágios, isto envolve uma discussão sobre o hardware e basicos de software para um sistema gráfico. No entanto, não discutiremos o processo de criação de animação que é um tópico vasto em si mesmo e requer um curso separado todos juntos. Trata-se apenas de suas informações, que há um termo relacionado provavelmente alguns de vocês podem ter ouvido falar dele chamado processamento de imagens, agora em processamento de imagem nós manipulamos imagens enquanto que em computação gráfica sintetizamos imagens e também nós a síntese de uma maneira tal que ela nos dá percepção de movimento que chamamos de animação.
Assim, computação gráfica lida com síntese de imagem assim como animação, enquanto que o processamento de imagens lida com manipulação de imagens já capturadas.