Denominación de la asignatura |
Informática Gráfica y Visualización |
Curso al que pertenece |
Grado en Ingeniería Informática |
Créditos ECTS |
6 |
Curso y cuatrimestre en el que se imparte |
Segundo cuatrimestre |
Carácter de la asignatura | Optativa |
El uso del ordenador para procesar información gráfica y su posterior visualización es una disciplina presente en el diseño de multitud de productos software, como son las herramientas de diseño arquitectónico, los videojuegos, las aplicaciones multimedia, la visualización de datos científicos y médicos, etc. Con el fin de poder reproducir y mejorar estos productos, el ingeniero de software debe conocer los principios en los que se basan.
Por ello, el objetivo principal de esta asignatura es proporcionar al alumno una visión general de las técnicas que se aplican a la generación y manipulación de gráficos por ordenador. Con esta finalidad se estudian los principios matemáticos de álgebra y geometría, así como los algoritmos gráficos más conocidos y utilizados para hacer estas representaciones.
Un objetivo secundario es conocer las herramientas y librerías de programación más utilizadas para agilizar estas operaciones: GIMP, SDL y OpenGL. GIMP es una herramienta donde se demuestra cómo componer y modificar imágenes. Las librerías SDL y OpenGL proporcionan una amplia y eficiente colección de funciones independientes del dispositivo para la creación de imágenes infográficas.
De esta forma, el estudiante puede ver cómo se aplican los principios teóricos estudiados en este curso utilizando las herramientas habituales para el desarrollo de software gráfico.
Respecto a los conocimientos previos, no asumimos que el estudiante esté familiarizado con los gráficos por computadora, pero sí debe tener unos ciertos conocimientos de álgebra matricial básica, programación en C, estructuras de datos y algoritmia.
Respecto a los retos futuros de esta disciplina, actualmente, buena parte de las investigaciones en el campo de la informática gráfica se centran en mejorar el realismo y la velocidad de generación de imágenes sintéticas incorporando los principios físicos dentro de los algoritmos gráficos.
Tema 1. Teoría del color
Propiedades de la luz
Modelos de color
El estándar CIE
Profiling
Tema 2. Primitivas de salida
El controlador de vídeo
Algoritmos de dibujo de líneas
Algoritmos de dibujo de circunferencias
Algoritmos de relleno
Tema 3. Transformaciones 2D
Transformaciones geométricas básicas
Coordenadas homogéneas
Transformación inversa
Composición de transformaciones
Otras transformaciones
Cambio de coordenada
Tema 4. Sistemas de coordenadas y recorte 2D
Sistemas de coordenadas 2D
Cambio de coordenadas
Normalización
Algoritmos de recorte
Tema 5. Transformaciones 3D
Translación
Rotación
Escalado
Reflexión
Cizalla
Tema 6. Visualización y cambio de coordenadas 3D
Sistemas de coordenadas 3D
Visualización
Cambio de coordenadas
Proyección y normalización
Tema 7. Proyección y recorte 3D
Proyección ortogonal
Proyección paralela oblicua
Proyección perspectiva
Algoritmos de recorte 3D
Tema 8. Eliminación de superficies ocultas
Back-face removal
Z-buffer
Algoritmo del pintor
Algoritmo de Warnock
Detección de líneas oculta
Tema 9. Interpolación y curvas paramétricas
Interpolación y aproximación con polinomios
Representación paramétrica
Polinomio de Lagrange
Método de las diferencias divididas de Newton
Splines cúbicos naturales
Funciones base
Representación matricial
Tema 10. Curvas Bézier
Construcción algebraica
Forma matricial
Composición
Construcción geométrica
Algoritmo de dibujo
Tema 11. B-splines
El problema del control local
B-splines cúbicos uniformes
Funciones base y puntos de control
Deriva al origen y multiplicidad
Representación matricial
B-splines no uniformes
Tema 12. Superficies
El problema del control local
B-splines cúbicos uniformes
Funciones base y puntos de control
Deriva al origen y multiplicidad
Representación matricial
B-splines no uniformes
Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.
Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:
En la programación semanal puedes consultar cuáles son las actividades concretas que tienes que realizar en esta asignatura.
Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:
Para la correcta participación de los alumnos en las diferentes actividades propuestas en la asignatura se recomienda disponer de un ordenador con las siguientes especificaciones mínimas recomendadas:
Bibliografía básica
López, F. (2011). Color Sync. Recuperado de: http://macprogramadores.org/?q=reportajes#ColorSync
Navas, E. (2010). Una humilde introducción a la graficación por computadora (pp. 81-105, 133-143, 109-132, 145-150, 151-162, 167-172, 210-240, 178-210, 243-256). El Salvador: Universidad Centroamericana José Simeón Cañas.
El libro se encuentra disponible en: http://www.etnassoft.com/biblioteca/una-humilde-introduccion-a-la-graficacion-por-computadora/
Hearn, D. & Baker, M. P. (2005). Gráficos por computadora con OpenGL (pp. 237-247, 305-313, 355-360, 360-373, 374-395, 547-564). Madrid: Pearson Educación.
Lo intervalos necesarios para el estudio de la asignatura
están disponbiles en el aula virtual (licencia Cedro).
Bibliografía complementaria
Gutiérrez, I. & Robinson, J. (2012). Álgebra lineal. Barranquilla: Universidad del Norte.
Mollica, P. (2013). Color Theory: An essential guide to color-from basic principles to practical applications. California: Walter Foster Publishing.
Tapp E. & Lucas, R. (2006). Practical Color Management. O'Reilly Media.
Rich B. (2011). Geometría. México: McGraw-Hill Interamericana.
Reeves, R. D. (2010). Windows 7 Device Driver. Canada: Addison-Wesley.
Bosque, J.L. (2008). Introducción a OpenGL. Madrid: Dykinson.
Shreiner D. et. al (2013). OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL. Canada: Addison-Wesley Professional.
Pérez, I. & Iznaga, A. M. (2006). Fundamentos de la gráfica por computadora. La Habana: Editorial Félix Varela.
Smithwick, M. (2011). Pro OpenGL ES for iOS. New York: Apress.
Smithwick M. (2012). Pro OpenGL ES for Android. New York: Apress.
Agoston, M. (2005). Computer Graphics and Geometric Modelling: Mathematics. California: Springer.
Perez, C. (2013). Gráficos con MatLab. Curvas, superficies y volúmenes. Madrid: CreateSpace Independent Publishing Platform.
El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:
0 - 4, 9 |
Suspenso |
(SS) |
5,0 - 6,9 |
Aprobado |
(AP) |
7,0 - 8,9 |
Notable |
(NT) |
9,0 - 10 |
Sobresaliente |
(SB) |
La calificación se compone de dos partes principales:
El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final (6 puntos sobre 10) y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO (es decir, obtener 3 puntos de los 6 totales del examen).
La evaluación continua supone el 40% de la calificación final (es decir, 4 puntos de los 10 máximos). Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.
Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua es de 6 puntos. Así, puedes hacer las que prefieras hasta conseguir un máximo de 4 puntos (que es la calificación máxima que se puede obtener en la evaluación continua). En la programación semanal de la asignatura, se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.
Obviamente, al tratarse de formación on-line puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:
Ten en cuenta estos consejos…
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