Ficha Unidade Curricular (FUC)
Informação Geral / General Information
Carga Horária / Course Load
Área científica / Scientific area
Multimédia, Visão e Computação Gráfica
Departamento / Department
Departamento de Ciências e Tecnologias da Informação
Ano letivo / Execution Year
2018/2019
Pré-requisitos / Pre-Requisites
Formais: - Não Aplicável Informais: 1. Conceitos básicos de álgebra linear e trigonometria; 2. Conceitos de programação orientada a objectos, de preferência em C++.
Objetivos Gerais / Objectives
Pretende-se que os alunos desenvolvam competências na especificação, modelação e programação de algoritmos para geração de gráficos tridimensionais em computador. Com uma forte ênfase nos modelos matemáticos e nos algoritmos que os realizam de forma eficiente, pretende-se com este programa aprofundar a formação dos alunos em multimédia e computação gráfica. O conhecimento detalhado dos mecanismos subjacentes à geração de gráficos em computador é essencial em áreas tão diversas como a visualização de dados científicos, animação por computador, indústria do cinema, jogos por computador, tele-presença, entre outras.
Objetivos de Aprendizagem e a sua compatibilidade com o método de ensino (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos estudantes) / Learning outcomes
No final desta UC, os alunos deverão ser capazes de: OA1. Compreender os modelos matemáticos subjacentes à geração de gráficos interativos e foto-realistas em computador. OA2. Compreender os algoritmos subjacentes à implementação eficiente de gráficos interativos e foto-realistas em computador. OA3. Compreender as tecnologias subjacentes à geração de gráficos interativos e foto-realistas em computador. OA4. Especificar e implementar algoritmos para geração de gráficos interativos e foto-realistas em computador
Conteúdos Programáticos / Syllabus
Os principais conteúdos programáticos a abordar são: CP1. História e aplicações; CP2. Percepção visual e cor; CP3. Pipeline gráfico; CP4. Perspectiva, visualização e transformações; CP5. Ray tracing e rasterização CP6. Iluminação direta e indireta CP7. Splines, curvas e superfícies; CP8. Texturas CP9. Percepção aplicada para sintetização selectiva CP10. Grafos de cena e gráficos procedimentais CP11. Toolkits para programação 3D (eduRayTracer, OpenGL, OSG) CP12. Casos de uso.
Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos de aprendizagem da UC / Evidence that the curricular units content dovetails with the specified learning outcomes
A interligação entre os conteúdos programáticos (CP) e os objectivos de aprendizagem (OA) realiza-se da seguinte forma: OA1: CP2, CP4-CP8; OA2: CP4-CP10; OA3: CP1, CP3, CP11; OA4: CP1, CP12.
Avaliação / Assessment
As aulas são divididas em dois módulos. O primeiro módulo engloba aulas teóricas expositivas intercaladas com aulas teórico-práticas baseadas num conjunto de fichas de trabalho. O segundo módulo é composto por aulas laboratoriais, onde os alunos serão introduzidos ao projeto prático e acompanhados no seu desenvolvimento. Como trabalho autónomo, espera-se que os alunos pesquisem e analisem literatura relevante e realizem a implementação do projeto prático. | Avaliação periódica: 2 testes realizados ao longo do semestre (2 x 20%) e 1 projeto realizado em grupo, sujeito a entregas intermédias e avaliação de progresso semanal (60%); existe nota mínima de 7.5 valores na média dos testes, assim como no projeto; a presença nas aulas não é obrigatória. Avaliação nas épocas de recurso e especial: exame final composto por uma parte teórica (40%) e uma parte prática (60%) (ver detalhes obrigatórios no campo Observações).
Metodologias de Ensino / Teaching methodologies
Demonstração da coerência das metodologias de ensino e avaliação com os objetivos de aprendizagem da UC / Evidence that the teaching and assessment methodologies are appropriate for the learning outcomes
Os objectivos de aprendizagem cobrem aspectos de modelação e implementação, sendo portanto essencial a transferência de conhecimento teórico aliado ao desenvolvimento de competências de carácter prático. Por esta razão as metodologias de aprendizagem incluem uma componentes expositivas, participativas e activas. Sendo as matérias leccionadas objecto de frequente inovação, torna-se essencial dotar o estudante de competências de pesquisa e análise de literatura técnica e científica. A forte componente de trabalho autónomo considerada procura promover essas competências.
Observações / Observations
Relativamente ao exame final: - A parte teórica do exame final avaliará os conhecimentos abordados pelos testes para avaliação periódica, enquanto que a parte prática avaliará os conhecimentos práticos necessários ao desenvolvimento de projetos de complexidade semelhante à do projeto considerado para avaliação periódica. A parte prática envolverá programação em papel, computador ou ambos. Por razões logísticas, a realização da parte prática poderá não decorrer no dia da realização da parte teórica. - Os alunos que entregarem projeto na data estipulada para avaliação periódica poderão optar por não realizar a parte prática do exame. Nesse caso, a nota da parte prática do exame será a nota atribuída ao projecto. Esta possibilidade de re-aproveitar a nota do projeto é imediatamente renunciada pelo aluno assim que este aceitar receber o enunciado da parte prática do exame final. - A realização da parte prática do exame final requer inscrição através do email do docente, com pelo menos dois dias úteis de antecedência. Com esta UC, pretende-se que os estudantes aprofundem de forma considerável conhecimentos adquiridos na UC introdutória de Multimédia e Computação Gráfica e que os estudantes complementam a formação obtida em UCs onde a computação gráfica é considerada apenas numa perspectiva funcional: Animação por computador, Jogos por Computador e Realidade Mista e Aplicações.
Bibliografia Principal / Main Bibliography
- Computer graphics with openGL (2011), by Donald Hearn, M. Pauline Baker, Warren R. Carithers, from Prentice Hall, ISBN 0132484579. - Fundamentals of computer graphics (2005), by Shirley, P. et al., from AK Peters Ltd, ISBN 1-56881-269-8. - Real-Time Rendering (2008), by Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, and Naty Hoffman, from A.K. Peters Ltd., 3rd edition, ISBN 987-1-56881-424-7. - OpenSceneGraph 3.0 Beginners Guide (2010), by Rui Wang and Xuelei Qian, from Packt Publishing Ltd., ISBN 978-1-849512-82-4. - Acetatos e artigos científicos disponibilizados na plataforma de e-Learning
Bibliografia Secundária / Secondary Bibliography
- Introduction to computer graphics (1994), by James D. Foley, from Addison-Wesley, ISBN 0201609215. - 3D computer graphics (2000), by Alan Watt, from Addison-Wesley, ISBN: 0201398559. - Principles of three dimensional computer animating: modeling, rendering, and animation with 3D computer graphics (2003) by Michael O'Rourke, from W. W. Norton, ISBN 0393730832. - OpenGL superbible - Fifth Edition (2011), by R. Wright Jr, from Pearson Education Inc, ISBN 978-0-32-171261-5.
Data da última atualização / Last Update Date
2024-02-16