Computação Gráfica em Tempo-Real

Conhecimentos de Base Recomendados

Computação Gráfica Interativa.

Métodos de Ensino

Aulas teórico-práticas para desenvolvimento dos conceitos e aprendizado de ferramentas através de exercícios.

Aulas de laboratório de desenvolvimento para desenvolvimento de competências em contexto de projeto

Resultados de Aprendizagem

Nos videojogos, instalações interativas e performances audiovisuais atuais, os visuais são compostos por cenas complexas que misturam imagens captadas e sintetizadas, onde tanto a estética quanto o comportamento dos objetos em cena são representados de forma realista. Sendo a interação em tempo-real uma componente fundamental destes meios, a estratégia de desenvolvimento utilizada deve também ser otimizada para permitir a execução em tempo-real. Neste sentido, o objetivo principal desta unidade curricular  é capacitar os alunos com conhecimentos teóricos e práticos para o desenvolvimento de algoritmos de construção, processamento e renderização de imagens otimizados para execução em tempo-real. Partindo dos fundamentos de GLSL, os alunos serão introduzidos aos conceitos fundamentais da criação de geometrias 3D otimizadas, processos de texturização e iluminação, animação, simulação e composição de imagens reais com imagens sintetizadas.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução ao pipeline de renderização programável OpenGl:
a. Introdução à GLSL e computação em GPU
b. Vertex e Fragment shaders
c. Vertex e Image buffers
2. Geometria:
a. Algoritmos de construção e triangulação de malhas poligonais
b. Algoritmos de simplificação e otimização de malhas poligonais
c. Malhas dinâmicas e procedurais
3. Renderização:
a. Texturas procedurais
b. Materiais PBR
c. Modelos de luz e sombra
d. Modelos de oclusão e detalhamento diferenciado de objetos em cena
4. Animação e simulação:
a. Física de corpos rígidos
b. Física de corpos moles
c. Física de fluidos
d. Sistemas de partículas
5. CGI:
a. Processamento e efeitos de imagens
b. Composição de imagens reais e sintetizadas.

Docente(s) responsável(eis)

André Venturoti Perrotta

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de investigação: 30.0%
Projecto: 70.0%

Bibliografia

OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 4.5 with SPIR-V" by John Kessenich, Graham Sellers, and Dave Shreiner.
Real-Time Rendering" by Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, and Naty Hoffman.
NVidia GPU Gems: https://developer.nvidia.com/gpugems/gpugems/contributors
Gordon, V. S., & Clevenger, J. (2024). Computer graphics programming in OpenGL with C++. Walter de Gruyter GmbH & Co KG.
Gambetta, G. (2021). Computer Graphics from Scratch: A Programmer's Introduction to 3D Rendering. No Starch Press.
Akenine-Möller, T., Haines, E., & Hoffman, N. (2019). Real-Time Rendering (4th ed.). CRC Press.