Proyecto De Investigacion , Graficacion

ÍNDICE

Introducción 3

Graficación 3D 4

Representación de objetos en tres dimensiones

Visualización de objetos 5

Transformaciones tridimensionales 8

Líneas y superficies curvas 13

Iluminación y Sombreado 19

Relleno de polígonos

Modelos básicos de iluminación 21

Técnicas de sombreado 27

Áreas relacionadas a la graficación 30

Procesamiento de imágenes

Visión por computadora 32

Animación por computadora 33

Conclusión 35

Referencias 36

INTRODUCCIÓN

Podemos clasificar las aplicaciones de las gráficas tridimensionales conforme a si se trata con representaciones de objetos existentes (reales) o bien si se diseñan nuevas figuras. En las aplicaciones, podríamos tener que especificar una representación que incluya líneas y superficies curvas, en las aplicaciones de diseño con la ayuda de la computadora, por otro lado , el objetivo consiste en crear objetos construyendo y manipulando modelos para formar nuevas figuras tridimensionales. Las carrocerías y cuerpos de automóviles y aviones se diseñan reacomodando patrones de superficies hasta que se cumplan ciertos criterios de diseño. Para cualquier tipo de aplicación, las descripciones de objetos solidos se especifican en un sistema de coordenadas mundiales tridimensionales y se trazan o proyectan sobre la referencia bidimensional de un monitor de video y otro dispositivo de salida.

Entendemos por modelo de iluminación el cálculo de la intensidad de cada punto de la escena.

En el cálculo de la intensidad de un punto intervienen:

El tipo e intensidad de la fuente de luz

El material del objeto

La orientación del objeto con respecto a la luz

El modelo más utilizado es el modelo de Phong.

Para la iluminación y Sombreado quiero dar a conocer los efectos visuales de la luz sobre los objetos y los problemas que plantea su incorporación a la imagen representada. Aprender la manera de modelar estos efectos en una función

matemática sencilla. También entender la relación entre la fuente de luz, la superficie del objeto y el observador. Poder Comprender el significado de la parametrización matemática del

modelo de iluminación y las consecuencias de la variación de los

parámetros en la imagen representada. Y estar en disposición de abordar modelos de iluminación más complejos.

GRAFICACIÓN 3D

Gráficos 3D por computadoras. Son los trabajos de artes gráficas que son realizados a base de computadoras y programas especiales 3D, al proceso de crear los gráficos y también al campo de estudio de técnicas y tecnologías relacionadas con los gráficos 3D. El grafico tridimensional atrasa al 2D por su forma en que fue creado. El gráfico 3D se creó por medio de un proceso de cálculos matemáticos sobre entidades geométricas 3D originadas en un ordenador, donde tiene como función principal conseguir una proyección visual en dos dimensiones para ser mostradas en una pantalla, asimismo, esta puede ser impresa en un papel.

La fotografía y la escultura son muy parecidas a los gráficos tridimensionales, similitud que no poseen los gráficos bidimensionales, ahora bien estos son análogos a la pintura. Al realizar los gráficos por computadora esta distinción se hace confusa, ya que existen aplicación bidimensionales que usan técnicas tridimensional para poder llegar a la iluminación o a otros efectos, ahora bien, las aplicaciones tridimensionales utilizan las técnicas bidimensional. Para la creación de los gráficos tridimensionales se debe de tener en cuenta el modelado, el texturizado, la iluminación, la animación y el renderizado.

CREACION DE GRAFICOS 3D

El proceso de creación de gráficos 3D por computadora puede ser dividido en estas tres fases básicas:

Modelado

Composición de la escena

Rénder (creación de la imagen final

REPRESENTACION DE OBJETOS EN TRESDIMENSIONES

Los objetos solidos puedes representarse para despliegues de graficas en varias formas. En algunos casos, puede darse una descripción precisa de un objeto en términos de superficies bien definidas. Un cubo se construye con seis caras planas , un cilindro es una combinación de una superficie curva y dos superficies planas, una esfera se forma con una sola superficie curva. Cuando deben representarse objetos mas complejos , se utilizan métodos de aproximación para definir los objetos. En aplicaciones de diseño , el aspecto exacto de un objeto casi siempre se conoce con anticipación y el diseñador desea poder experimentar con características de las superficies.

Una manera en que el usuario representa un objeto arbitrario en un paquete de graficas consiste en determinar su forma aproximada con un conjunto de caras poligonales planas. Las superficies de solidos podrían describirse también mediante ecuaciones de curvas paramétricas o bien representaciones fractales. En algunas aplicaciones, las definiciones de solidos se dan como métodos de construcción que construyen los sólidos a partir de formas o figuras más simples. Una técnica para construir un sólido consiste en desplazar un modelo bidimensional a través de una región del espacio, creando un volumen. Otra técnica de construcción hace uso de métodos de geometría solida o del espacio para combinar un conjunto básico de objetos tridimensionales, como bloques, pirámides y cilindros.

SUPERFICIE DE POLÍGONOS

Cualquier objeto tridimensional puede representarse como un conjunto de superficies poligonales planas. Cada polígono de un objeto puede especificarse en un paquete de graficas mediante comandos de líneas o de llenados de áreas para definir las coordenadas del vértice. Los paquetes CAD casi siempre permiten a los usuarios introducir posiciones para el vértice junto con fronteras de polígonos con métodos interactivos. Estos vértices pueden representar el resultado de la digitalización de un trazo o bien pueden ser introducidos por un diseñador que este creando una nueva figura.

TABLAS DE POLIGONOS

Cuando el usuario haya definido ya cada superficie del polígono, el paquete de graficas organiza los datos de entrada en las tablas que se utilizaran en el procesamiento y despliegue de las superficies. Las tablas de datos contienen las propiedades geométricas y de atributos del objeto, organizadas para facilitar el procesamiento. Estas tablas contienen coordenadas y parámetros de fronteras para identificar la orientación en el espacio de las superficies poligonales. La información de atributo del objeto incluye designaciones de cualquier modelo de color y sombreado que se aplicara a las superficies. Los datos se pueden organizar de varias manera; un método adecuado para almacenar información de coordenadas consiste en crear tres listas: una tabla de vértices, una de aristas y una de polígonos. La tabla de polígonos contiene apuntadores que señalan los valores coordenados en la tabla de aristas, la cual, a su vez, contiene apuntadores que señalan los valores coordenados en la tabla de vértices. Cuando en una escena se va representar más de un objeto, cada uno puede identificarse en una tabla de objetos por medio del conjunto de superficies poligonales en la tabla de polígonos que define a ese objeto.

La ecuación de una superficie plana puede expresarse así:

Ax+By-Cz+D=0

VISUALIZACIÓN DE OBJETOS

Las acciones para la navegación por una escena tridimensional son más complejas que las necesarias para la navegación en un plano. Cada aplicación de software ha resuelto de manera distinta, la manera de controlar la elevación, rotación y cabeceo del punto de vista, lo que requiere un aprendizaje por parte del usuario. Además, el tiempo real de las escenas exige más cantidad de recursos, tanto de cálculo como de datos.

La representación tridimensional es conveniente cuando la visualización de una tercera magnitud, típicamente la elevación del terreno, resulta útil para la interpretación de los datos que se quieren mostrar. Se presentan a continuación algunos de los usos más comunes.

PROYECCIONES

Existen dos métodos básicos para proyectar objetos tridimensionales sobre una superficie de visión bidimensional. Todos los puntos del objeto pueden proyectarse sobre la superficie a lo largo de líneas paralelas o bien los puntos pueden proyectarse a lo largo de las líneas que convergen hacia una posición denominada centro de proyección. Los dos métodos llamados proyección en paralelo y proyección en perspectiva. En ambos casos, la intersección de una línea de proyección con la superficie de visión determinada las coordenadas del punto proyectado sobre este plano de proyección. Por ahora, se supone que el plano de proyección de visión es el plano z = 0 de un sistema de coordenadas del izquierdo.

PROYECCIÓN EN PARALELO

Una proyección en paralelo preserva dimensionar relativas de los objetos y esta es la técnica que se utiliza en dibujo mecánico para producir trazos a escala de los objetos en las dimensiones. Este método sirve para obtener vistas exactas de varios lados de un objeto, pero una proyección en paralelo no ofrece una presentación realista del aspecto de un objeto

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