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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Facultad de Ciencias de la Computación

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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

[email protected]

[email protected] [email protected]

[email protected]

(2)

Introducción

(3)

2 2

Graficación (Evolución)

 Desde tiempos remotos, la utilidad de herramientas visuales

 Descriptivo, fácil comprensión -Realismo-Efectos de relieve -Efectos de luz

(4)

Graficación

 Comprensión/Descripción/ Visualización de conceptos

(5)

4 4

Graficación

(6)

Graficación

[Blundell, 2008]:

(7)

6 6

Graficación

 Aplicaciones:

Simuladores

Medicina

Juegos

Cartografía

Etc, Etc.

(8)

Graficación

(9)

8 8

Graficación

 Aplicación común:

(10)

Otros

(11)

10 10

Dispositivos para visualización

(12)

CRT

(13)

12 12

Hardware

 CRT (Cathode Ray Tube)

 Finales del siglo XIX Fósforo:

Persisitencia 10-60 µseg

(14)

Hardware

 CRT- Máscara de Sombra

 Trinitron

(15)

14 14

Monitores Planos

 PLASMA

 Tubo de gas

(16)

PLASMA

Gas:

-Neón -Xenón -Helio

Radiación no

visible

(17)

16 16

LCD (Liquid Crystal Display)

Cristal líquido Nemático

(18)

LED

 Ligth-Emmiting Diod

 RGB

 RGBY

 OLED

(19)

18 18

Visualización 3D

 Codificación cromática (Anaglifos)

 Par de imágenes

(20)

Visualización 3D

 Otras técnicas

Dispositivos:

Lentes

Realidad aumentada

Realidad Virtual

(21)

20 20

GPU

(Graphics Processing Unit)

(22)

GPU

 Inicios:

 Silicon Graphics International

Surge en 1982

1992-> Libera

A mediados de 1990 proliferan juegos 3D:

(23)

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

(24)

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

(25)

24 24

GPU/CUDA

 Resolver problemas de manera paralela

(26)

ATI

ATI Radeon™ HD 4870 X2 1600 streaming units

ATI Radeon™ HD Serie 4870 800 streaming units

(27)

OpenCL

(28)

Graficación 2D

(29)

28 28

Primitivas

 Primitivas geométricas

 Primitivas gráficas

 Necesidad de representación de puntos

 Sistemas de coordenadas

Cartesianas

Polares

Homogéneas

(30)

Coordenadas cartesianas

(31)

30 30

Coordenadas Polares

(32)

Coordenadas cilíndricas

 P(θ,ρ,z)

ρ

(33)

32

Coordenadas esféricas

P(r,θ,ϕ)

(34)

Primitivas Gráficas

(35)

34 34

Primitivas gráficas

 Línea

 Elipse

 Poli línea

 Polígono

Estilos

Colores

Pen, Brush

(36)

Color

(37)

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)

(38)

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

(39)

38 38

Espectro Electromagnético (EE)

-Violeta -Azul -Verde -Amarillo -Naranja -Rojo

(40)

Ojo Humano

Conos: 6-7 Millones (colores) Bastones 75-150 millones (niveles bajos de iluminación)

(41)

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

(42)

Modelos de color

(43)

42 42

Modelos de color

(44)

Modelos de color

RGB

(45)

44 44

Modelos de color

Cubo 8-bits

(46)

Modelos de color

FFFFFF

FFFFCC

FFFF99

?

(47)

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

(48)

HSI

(49)

48

Coordenadas de pantalla

 Espacio en que se representa/visualiza elementos geométricos al usuario

(50)

Líneas

(51)

50 50

Líneas

 DDA (Digital Differential Analizer)

(52)

DDA

(53)

52 52

Líneas

 Bresenham:

Digitalización de líneas

(54)

Líneas

 Bresenham:

(55)

54

Pseudo código (Bresenham)

(56)

Líneas

 Ejemplo: (20,10)->(30,18)

(57)

56

Bresenham

 ¿Qué se hace cuando |m|>1?

Se procede de manera análoga que en DDA

Referencias

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