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Computação Gráfica

CURSO: Engenharia da Computação, Mecânica e Mecatrônica

DISCIPLINA: Computação Gráfica

CARGA HORÁRIA TOTAL: 80 horas

PERÍODO LETIVO: 2021-2

EMENTA: O foco deste curso está no desenvolvimento de aplicações gráficas 3D baseadas nos conceitos e técnicas fundamentais de computação gráfica. O curso será fortemente orientado ao desenvolvimento de projetos, que serão realizados pela programação em ferramentas de baixo nível. Serão cobertas diversas técnicas matemáticas, em especial álgebra linear, para a fundamentação teórica e implementação de rotinas gráficas. Serão tratados assuntos desde rasterização de primitivas gráficas até modelos de iluminação global por ray tracing.

OBJETIVOS: Ao final da disciplina o estudante será capaz de: Implementar algoritmos diversos de renderização 3D. Desenvolver rotinas gráficas através de técnicas de álgebra linear. Desenvolver shaders programáveis em bibliotecas gráficas de baixo nível. Compreender os diversos elementos das pipelines gráficas.

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: Rasterização; Ray tracing; Sistemas de coordenadas; Vetores, Geometria Analítica; Álgebra linear; Transformações em coordenadas homogêneas; Projeções Perspectivas; Técnicas de antialiasing; Manipulação de imagens; Grafo de cena; Modelos Geométricos; Curvas e representações de superfícies; Modelos de cores; Processamento de materiais gráficos; Mapeamento de textura; Modelos de iluminação; Animação 3D; Rotações por Quaternions; Pipeline gráfico; Shaders programáveis; Estrutura de dados para gráficos 3D;

BIBLIOGRAFIA BÁSICA:

  1. HUGHES, John F.; DAM, Andries van; MCGUIRE, Morgan; SKLAR, David F.; FOLEY, James D.; FEINER, Steven K.; AKELEY, Kurt. Computer Graphics: Principles and Practice. 3ª Ed. Addison-Wesley Professional; 2013.
  2. GREGORY, Jason. Game Engine Architecture. 3ª Ed. A K Peters/CRC Press; 2018.
  3. LENGYEL, Eric. Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics. 3ª Ed. Cengage Learning PTR; 2011.
  4. BAILEY, Mike. Introduction to the Vulkan computer graphics API. 2019. SIGGRAPH Asia 2019. Association for Computing Machinery, Article 113. DOI: https://doi.org/10.1145/3355047.3359405. Disponível em: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3355047.3359405. Acesso em Abril 2020.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:

  1. AKENINE-MÖLLER, Tomas; HAINES, Eric; HOFFMAN, Naty. Real-Time Rendering. 4ª Ed. A K Peters/CRC Press; 2018.
  2. BLOOMENTHAL, Jules. Computer Graphics: Implementation and Explanation. Independently published; 2019.
  3. MARSCHNER, Steve; SHIRLEY, Peter. Fundamentals of Computer Graphics. 4ª Ed. A K Peters/CRC Press; 2015.
  4. LENGYEL, Eric. Foundations of Game Engine Development, Volume 1: Mathematics. Terathon Software LLC; 2016.
  5. LENGYEL, Eric. Foundations of Game Engine Development, Volume 2: Rendering. Terathon Software LLC; 2019.
  6. GUNN, Charles G.; KENINCK, Steven De. Geometric algebra and computer graphics. ACM SIGGRAPH 2019. Association for Computing Machinery, Article 12. 2019. DOI: https://doi.org/10.1145/3305366.3328099. Disponível em: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3305366.3328099. Acesso em Abril 2020.