Computação Gráfica I

Exercícios para P1 - 2011/1

Processo de Visualização 2D

Suponha um programa de desenho onde a área disponível, na tela, para a exibição dos objetos é de tamanho fixo. Uma das facilidades do programa é a ferramenta de ZOOM. Explique detalhadamente quais as etapas envolvidas no processo de realização do Zoom. Considere deste a marcação da área de zoom, até a reexibição do desenho. Assuma a existência de uma rotina(DesenhaTudo) capaz de reexibir todo o desenho, já realizando o recorte. Explique como são obtidos os valores limites para as janelas de exibição e seleção. Quem informa este valores, o programador ou o usuário ?. Mostre quais as rotinas necessárias para conversão de coordenadas. Voce NÃO precisa criar o código das rotinas, apenas explique em detalhes o que elas fazem.
Explique qual a utilidade da etapa de Instanciamento no processo de visualização bidimensional.
Dê um exemplo em que se possa mostra porque a técnica de Instanciamento pode economizar memória. Assuma que 1 número inteiro ocupa 2 bytes.
Desenhe em uma viewport quadrada o triângulo (10,10)-(20,50)-(30-10). Estas coordenadas referem-se ao modelo do triângulo no universo. Considere cada uma das windows especificadas.

Window : (0,0)-(100,200)
Window : (0,0)-(200,100)
Window : (0,0)-(1000,60)

Considere: todas as etapas do processo de visualização de objetos 2D; uma window delimitada por: xumin=10, xumax=70, yumin=40 e yumax=80; e os seguintes parâmetros de instanciamento, aplicados nesta ordem:

1º) Escala em X: 1, Escala em Y: 2 2º) Rotação: 0
3º) Translação X: 10, Translação Y: 0
Os retângulos com linhas pontilhadas representam a viewport.
Qual dos desenhos a seguir pode representar o desenho do triângulo definido por (0,10)-(0,40)-(60,10)?
Justifique sua resposta.

Suponha um programa de desenho onde a área disponível, na tela, para a exibição dos objetos é de tamanho fixo. Utilizando os conceitos de Janela de Seleção(window) e Janela de Visualização como seria possível exibir uma certa parte de um desenho com um tamanho maior na tela ?
Suponha um programa de desenho onde haja disponível, na tela, duas áreas de tamanhos diferentes para a exibição dos objetos. Utilizando os conceitos de Janela de Seleção(window) e Janela de Exibição(viewport) como seria possível exibir os mesmos objetos em ambas as regiões ?

Manipulação/Processamento de Imagens

Execute na imagem a seguir o algoritmo de halftone, dither e difusão de erro. Considere, nos três casos que a imagem pode ter 10 tons de cinza(0 a 9) e use uma matriz 2x2.

1	3	6
1	3	6
1	3	6
1	3	6

Crie uma rotina capaz de imprimir um ponto usando a técnica de Halftone. Armazene apenas uma matriz. Não use uma matriz diferente para cada cor, nem faça um grande switch.

Esboce o algoritmo que você usaria para exibir uma cópia de uma imagem de 64 tons de cinza(que já está na tela) com 16 tons, na mesma tela. A escolha do algoritmo deve ter como objetivo exibir a imagem com a maior velocidade possível.

Crie uma rotina void ExibePtoHalf(x,y,tom) capaz de imprimir um ponto usando a técnica de Halftone. Na rotina os parâmetros x,y representam do ponto na imagem de origem e tom a intensidade deste e mesmo ponto. Armazene apenas uma vez a matriz dada acima. Não use uma matriz diferente para cada tom de cinza , nem faça um grande switch. Considere que a imagem de entrada tem 10 tons de cinza [0..9] e que a matriz de Halftone é 2x2. Considere que as variáveis (CX,CY) são o canto superior esquerdo da região onde deve ser exibida a imagem de saída.

Crie uma rotina para suavizar uma imagem. Defina você mesmo a matriz de suavização. Assuma a existência da rotina LeCor(x,y, R,G,B) capaz de ler as componentes R, G e B de um ponto (x,y) da imagem.
Explique como funciona a técnica de detecção de bordas.
Explique como funciona o método da mediana para remoção de ruídos.

Execute na imagem a seguir o algoritmo de difusão de erro. Considere que a imagem pode ter 256 tons de cinza (de 0 a 255). Considere o Limiar como sendo 128.

IMAGEM

100  165

165  125

MATRIZ DE DIFUSÃO

       40%

40%    20%

Crie uma imagem-exemplo e aplique uma convolução a partir da matriz abaixo.

Para que servem os filtros SOBEL e GAUSSIANO ??

O que é um histograma ? Monte uma imagem 10x10 pontos em tons de cinza e crie um histograma. Considere que a imagem tem cada tonde cinza armazenado em 4 bits.

A equalização do histograma de uma imagem produz que efeito sobre uma imagem ?

Como se equaliza uma imagem em true-color ?

Quais as formas de segmentação por limiar ?

Quais as formas de segmentação por regiões ?

Aplique na imagem abaixo um algoritmo de segmetação por Divisão-União, dividindo a imagem por uma quadtree.

Modelagem de Sólidos

Crie uma quadtree para representar a figura abaixo. Use uma árvore com no máximo 5 níveis.

Quais as formas de armazenamento de objetos geométricos apresentadas na disciplina ? Apresente as características de cada forma.
Quais as técncas de modelagem pode ser usadas para criar objetos geométricos. Explique qual a forma de armazenamento é mais adequada para cada técnica.

Considere que você precisa construir um sistema de modelagem para criar objetos a partir dos quais um outro sistema vai calcular intersecções entre objetos. Como você armazenaria esses objetos, se desejasse ter um melhor desempenho em termos de tempo de execução do cálculo de intersecção ?

Imagine um polígono desenhado sobre uma tela. Este polígono está pintado em verde, sobre um fundo amarelo.

Crie uma rotina que armazene este polígono em uma quadtree. O cabeçalho da rotina deve ser
void Quadtree(NODO *Raiz; int X1,Y1,X2,Y2);
onde (X1,Y1) representam as coordenadas do canto superior esquerdo da área de desenho e (X2,Y2) representam as coordenadas do canto inferior direito da área de desenho.
Sabendo que:

A classe a seguir serve para armazenar um do nodo de uma quadtree;

class Nodo{
int Status; // Cheio, Vazio, Cinza
Nodo *ListaDeFilhos[4]; // 4 referências para nodos-filho
} ;

Existe uma função LeCor(x,y) capaz de ler a cor de um ponto na tela;

Se o nodo da quadtree tem dimensões menores que 5x5, não é preciso subdividi-lo mais;

Se o nodo tem 90% de seus pontos pintados, então ele é considerado cheio;

Se o nodo tem 90% de seus pontos não pintados, então ele é considerado vazio.

OpenGL

Mostre a imagem gerada pelo trecho de programa em OpenGL dado a seguir. Numere os desenhos de acordo com os comentários do código fonte.

void Desenha()
{

glBegin();
glvertex2f(0,0);
glvertex2f(0,10);
glEnd();

}

void FazDesenho()
{

glTranslatef(10,0,0);
glRotatef(-45,0,0,1);
Desenha(); // 1
glLoadIdentity();
glTranslatef(0,10,0);
Desenha(); // 2
glTranslatef(0,10,0);
glRotatef(90,0,0,1);
Desenha(); // 3
glRotatef(-90,0,0,1);
Desenha(); // 4

}

Mostre a imagem gerada pelo trecho de programa em OpenGL dado a seguir. Numere os desenhos de acordo com os comentários do código fonte.

void DesenhaObjeto() {
    glBegin(GL_LINE_STRIP);
        glVertex2f(0,0);
        glVertex2f(2,0);
        glVertex2f(2,2);
        glVertex2f(0,2);
    glEnd();
}
void Desenha(void) {
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
    glLoadIdentity();
    glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    glTranslatef(5,0,0);
    DesenhaObjeto();            // Desenha 1
    glPushMatrix();
        glTranslatef(-10,0,0);
        DesenhaObjeto();        // Desenha 2
        glPushMatrix();
            glRotatef(90,0,0,1);
            glTranslatef(0,-5,0);
            DesenhaObjeto();    // Desenha 3
        glPopMatrix();
        glRotatef(-90,0,0,1);
        glTranslatef(0,5,0);
        DesenhaObjeto();        // Desenha 4
    glPopMatrix();
}

FIM.