UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Faculdade de Engenharia Elétrica

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

FEELT31721 - Computação Gráfica, RV e RA

Unidade Ofertante:

FEELT - Faculdade de Engenharia Elétrica

Código:

31721

Período/Série:

7º

Turma:

U

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

30

Prática:

15

Total:

45

Obrigatória:

(X)

Optativa:

( )

Professor(A):

Alexandre Cardoso

Ano/Semestre:

2020/2

Observações:

AARE 2020/2

 

EMENTA

Conceitos básicos e aplicações à engenharia elétrica das técnicas de Computação Gráfica, Realidade Virtual ou Realidade Aumentada

JUSTIFICATIVA

O conteúdo ministrado é fundamental para o desenvolvimento de soluções com uso de Computação Gráfica, ao mesmo tempo que elucida os principais algoritmos usados para soluções de problemas inerentes à concepção da representação, com uso de imagens, de dados.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Apresentação de fundamentos e técnicas de Computação Gráfica, Realidade Virtual e Realidade Aumentada

Objetivos Específicos:

Ao final do curso o estudante deverá ser capaz de:

1. Discutir conceitos fundamentais de computação gráfica;

2. Implementar pacotes gráficos de pequeno porte;

3. Discernir as diversas aplicações de computação gráfica, no escopo da Engenharia Elétrica;

4. Desenvolver uma animação por computador, utilizando linguagens de programação ou sistemas

comerciais;

5. Compreender as dificuldades de desenvolver soluções de Realidade Virtual e Realidade Aumentada;

6. Implementar uma versão de jogo com uso de Realidade Virtual e/ou Realidade Aumentada.

PROGRAMA

PROGRAMA

  1. Introdução
    1. Conceito de Computação Gráfica, Realidade Virtual e Realidade Aumentada
    2. Histórico da Computação Gráfica
    3. Aplicações de Computação Gráfica
    4. Histórico de Realidade Virtual e Realidade Aumentada
    5. Aplicações de Realidade Virtual e Realidade Aumentada
  2. Equipamentos para Computação Gráfica
    1. Representação x Apresentação da imagem
    2. Critérios de classificação
    3. Equipamentos de entrada e aspectos de projeto elétrico de equipamentos de entrada
    4. Equipamentos de saída e aspectos elétricos dos projetos de tais equipamentos
    5. O conceito de independência de dispositivos
    6. Sistemas de coordenadas
  3. Geração de primitivos gráficos
    1. Geração de retas
    2. Geração de circunferências
    3. Preenchimento de polígonos
  4. Transformações geométricas
    1. Transformações em 2D
    2. Escala
    3. Translação
    4. Rotação
    5. Coordenadas homogêneas
    6. Matriz de transformação geométrica
    7. Composição de matrizes de transformação
    8. Transformações em torno de pontos e eixos arbitrários
    9. Transformações em 3D
    10. Cinemática e Transformações
  5. A matemática das Projeções
    1. Introdução à projeção
    2. Os vários tipos e elementos de uma projeção
    3. Projeção perspectiva
    4. Projeção paralela
  6. Algoritmos de recorte
    1. Algoritmo de Cohen-Sutherland
    2. Algoritmo do ponto médio
    3. Recorte de polígonos
  7. Remoção de superfícies escondidas
    1. Algoritmos Object-Space
    2. Regra de Cramer – equação do plano
    3. Regra do produto escalar
    4. Algoritmos Image-Space
    5. Algoritmo z-buffer
    6. Algoritmo Ray-Casting
  8. Iluminação e sombreamento
    1. Fontes de luz e luz ambiente
    2. Reflexão especular e reflexão difusa
    3. Iluminação de malhas poligonais
    4. Intensidade constante
    5. Método de Gouraud
    6. Método de Phong
  9. Modelagem de sólidos
    1. Sólidos r-sets
    2. Esquemas de representação
    3. Constructive Solid Geometry (CSG)
    4. Boundary-representation (B-rep)
    5. Método de varredura
  10. Animação por computador
    1. Animação convencional x animação baseada em computador
    2. Linguagens para animação computadorizada
    3. Métodos de controle da animação
    4. Regras básicas da animação
    5. Alguns problemas com animação
  11. Interfaces Humano Computador
  12. Realidade Virtual e Realidade Aumentada
    1. Tipos de Realidade Virtual
    2. Desenvolvimento de Ambientes Virtuais
    3. Uso de Realidade Virtual na Educação, Treinamento e na Medicina
    4. Realidade Aumentada
    5. Desenvolvimento de Soluções de Realidade Aumentada
    6. Realidade Aumentada na Simulação e Treinamento

METODOLOGIA

Recursos didáticos das atividades síncronas: Apresentações com uso de slides, vídeos, animações e exemplos suportados por Softwares de Computação Gráfica e de Jogos suportados por Computador. 

Atividades Síncronas: todas as quintas-feiras, às 07:10h: 15/07; 29/07; 05/08; 12/08; 19/08; 26/08; 09/09;16/09; 23/09; 30/09; 07/10; 21/10; 28/10; 04/11, perfazendo 28h/aula.

Todas as informações relativas à disciplina como materiais, trabalhos, entrega de trabalhos, aula, entre outros serão feitos pelo Microsoft Teams, preferencialmente. Em caso de dificuldades apontadas pelos discentes e/ou problemas técnicos, será uitlizado Skype ou Google Meet.

Atividades assíncronas, em um total de 18h/aula, suportadas por:

  1. Apostila da disciplina, concebida pelos professores Alexandre Cardoso e Edgard Lamounier Jr., disponível em: http://www.alexandre.eletrica.ufu.br/cg/apostila.zip, que encontra-se disponível na Plataforma TEAMS;
  2. Conjuntos de slides, concebidos com uso da ferramenta PowerPoint, relacionado com o conteúdo das aulas, disponível em: http://www.alexandre.eletrica.ufu.br/cg/notas.htm e em notas de aula na Plataforma TEAMS;
  3. Material para desenvolvimento de um projeto de Computaçao Gráfica, com uso das ferramentas 3DStudio e Unity3D – material disponível na Web (vídeo-aulas e fontes de pesquisa)

AVALIAÇÃO

Sistema de Avaliação

  1. Trabalhos parciais a serem desenvolvidos ao longo do curso, com valor final de 40,0 pontos
  2. Um trabalho final, que deverá ser apresentado na última semana de aula, no valor de 60,0 pontos

Distribuição da Pontuação da disciplina:

- Trabalhos parciais: valor de 40 pontos

- Trabalho Final: 60 pontos - entrega em 04/11/21

BIBLIOGRAFIA

Básica

  1. Foley; van Dam; Feiner; Hughes - Computer Graphics - Principles and Practice - Addison Wesley - 1997
  2. Newman - Principles of Interactive Computer Graphics - Mc Graw Hill
  3. Roger - Procedural Elements of Interactive Computer Graphics - Mc Graw Hill
  4. Ames, L. A.; Nadeau, R. D.; Moreland D. -  Vrml Sourcebook - Second Edition, John Wisley & Sons - Usa - 1997.
  5. Lemay´s L. - 3D Graphics and VRML 2 - Ed Sams.net - 1997
  6. Chan, M.; Griffith, M. S.; Iasi, A. Java 1001 Dicas de programação - 1ªedição - Makron Books - 1999
  7. Azevedo E. e Conci A. Computação Gráfica - Teoria e Prática - Ed. Campus, 2003

Complementar

1. Posada et al, Visual Computing as a Key Enabling Technology for Industrie 4.0 and Industrial Internet, IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 35, issue 2, 2015
2. Machover C., Four decades of computer graphics, IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 14, issue 6, 1994
3. Billinghurst, A Survey of Augmented Reality, Trends® in Human–Computer Interaction: Vol. 8: No. 2-3, pp 73-272, 2015.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

logotipo

Documento assinado eletronicamente por Alexandre Cardoso, Professor(a) do Magistério Superior, em 21/06/2021, às 17:46, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.039263/2021-30 SEI nº 2851325