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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Ciencias de la Computación
Graficaci
Graficaci ó ó n n J. Arturo Olvera L J. Arturo Olvera L J. Arturo Olvera L
J. Arturo Olvera Ló ó ópez ó pez pez pez
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Introducción
2 2
Graficación (Evolución)
Desde tiempos remotos, la utilidad de herramientas visuales
Descriptivo, fácil comprensión -Realismo-Efectos de relieve -Efectos de luz
Graficación
Comprensión/Descripción/ Visualización de conceptos
4 4
Graficación
Graficación
[Blundell, 2008]:
6 6
Graficación
Aplicaciones:
Simuladores
Medicina
Juegos
Cartografía
Etc, Etc.
Graficación
8 8
Graficación
Aplicación común:
Otros
10 10
Dispositivos para visualización
CRT
12 12
Hardware
CRT (Cathode Ray Tube)
Finales del siglo XIX Fósforo:
Persisitencia 10-60 µseg
Hardware
CRT- Máscara de Sombra
Trinitron
14 14
Monitores Planos
PLASMA
Tubo de gas
PLASMA
Gas:
-Neón -Xenón -Helio
Radiación no
visible
16 16
LCD (Liquid Crystal Display)
Cristal líquido Nemático
LED
Ligth-Emmiting Diod
RGB
RGBY
OLED
18 18
Visualización 3D
Codificación cromática (Anaglifos)
Par de imágenes
Visualización 3D
Otras técnicas
Dispositivos:
Lentes
Realidad aumentada
Realidad Virtual
20 20
GPU
(Graphics Processing Unit)
GPU
Inicios:
Silicon Graphics International
Surge en 1982
1992-> Libera
A mediados de 1990 proliferan juegos 3D:
22 22
GPUs
Las tareas gráficas consumen recursos (procesador)
A partir del año 2000, aparecen las primeras GPU:
Cada ALU producía un color por pixel (x,y) y un dato pixel shader
GPUs
NVIDIA (a partir de 2006):
Plataforma CUDA para GPU
Cada ALU puede:
- llevar a cabo operaciones simples de precisión flotante
- Acceso de R/W en memoria
- Acceso a memoria compartida (Cache controlado por software)
- Por tanto cada unidad en GPU -> Núcleo
24 24
GPU/CUDA
Resolver problemas de manera paralela
ATI
ATI Radeon™ HD 4870 X2 1600 streaming unitsATI Radeon™ HD Serie 4870 800 streaming units
OpenCL
Graficación 2D
28 28
Primitivas
Primitivas geométricas
Primitivas gráficas
Necesidad de representación de puntos
Sistemas de coordenadas
Cartesianas
Polares
Homogéneas
Coordenadas cartesianas
30 30
Coordenadas Polares
Coordenadas cilíndricas
P(θ,ρ,z)
ρ
32
Coordenadas esféricas
P(r,θ,ϕ)
Primitivas Gráficas
34 34
Primitivas gráficas
Línea
Elipse
Poli línea
Polígono
Estilos
Colores
Pen, Brush
Color
36 36
Espectro Electromagnético (EE)
EE: Conjunto de ondas (senoidales)
electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz
Isaac Newton (Siglo XVII) -> La luz solar a través de un prisma emite un rayo de color (violeta-rojo)
El EE se expresa en términos de la longitud de onda (λ) y frecuencia (v)
c= velocidad de la luz (2.998 X 108 m/s)
Espectro Electromagnético (EE)
Ondas electromagnéticas: Partículas viajando en forma de ondas, cada
partícula tiene cierta cantidad de energía (fotónes)
Se categorizan de acuerdo:
Longitud de onda
Frecuencia
Energía
38 38
Espectro Electromagnético (EE)
-Violeta -Azul -Verde -Amarillo -Naranja -Rojo
Ojo Humano
Conos: 6-7 Millones (colores) Bastones 75-150 millones (niveles bajos de iluminación)
40 40
Espectro Electromagnético (EE)
Colores que el ojo humano percibe en un objeto: Luz que un objeto refleja (rechaza)
La luz que carece de color se le denomina monocromática (acromática)
Este tipo de luz solo tiene el atributo intensidad
Escala de grises: [Blanco, Negro]
-Refleja la luz cuya longitud de onda es 500-570nm -Absorbe la energía en las otras longitudes de onda
Modelos de color
42 42
Modelos de color
Modelos de color
RGB
44 44
Modelos de color
Cubo 8-bits
Modelos de color
FFFFFF
FFFFCC
FFFF99
?
46 46
Otros modelos de Color
CMY (Cian, Magenta, Yellow)
- Usualmente utilizado en impresión
HSI (Hue, Saturation, Intensity), (Ton., Pur., intens.) -El más cercano a la manera en que se interpreta el
color en los humanos
Color (Tono)
Pureza Brillo
HSI
48
Coordenadas de pantalla
Espacio en que se representa/visualiza elementos geométricos al usuario
Líneas
50 50
Líneas
DDA (Digital Differential Analizer)
DDA
52 52
Líneas
Bresenham:
Digitalización de líneas
Líneas
Bresenham:
54
Pseudo código (Bresenham)
Líneas
Ejemplo: (20,10)->(30,18)
56
Bresenham
¿Qué se hace cuando |m|>1?
Se procede de manera análoga que en DDA