Computação Gráfica definição e histórico - PCS - USP

Computação Gráfica
definição e histórico
Maria Alice Grigas Varella Ferreira
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
maria.alice.ferreira@poli.usp.br

Definições
Computação gráfica - é a criação, armazenamento
e manipulação de modelos de objetos e de
suas figuras, via computador
Computação gráfica interativa - é a Computação
Gráfica, onde o usuário controla as figuras
dinamicamente
Computação Visual - é uma área mais vasta, que
engloba a Computação Gráfica, a Visão
Computacional e o Processamento de Imagens
(Zuffo et al, 1990)
Objeto
CG
Imagem PI
VC
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Histórico
1950 - Eram usadas impressoras e plotters
MIT 1950 WHIRLWIND COMPUTER -
aparecimento do terminal de vídeo (somente
saída)
SAGE AIR DEFENSE SYSTEM - meados de
1950 - vídeo com console para controle e
comando e uso de LIGHT PEN para entrada
gráfica
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Histórico
SKETCHPAD – A Man-Machine Graphical
Comm. System - 1963 - Ivan Sutherland (tese
de Doutorado):
– Princípios da computação gráfica interativa
– Introdução de estruturas de dados para
armazenamento de dados gráficos
– Desenvolvimento de técnicas interativas para uso
de LIGHT PEN (caneta ótica) e console
– Introdução das transformações geométricas sobre
os objetos: rotação, translação e escala
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Histórico
1965 – primeiro sistema CAD – General
Motors
– CAD - Computer-Aided Design
– CAM - Computer-Aided Manufacture
– Aparecimento de produtos comerciais para a
indústria automobilística e aeroespacial
– General Motors - consoles gráficas em timesharing
- projetos de automóveis
– Digigraphic Design System - (ITEC - CDC) -
projeto de instrumentos óticos
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Histórico
1970 – várias pesquisas – algoritmos
1975 – primeiro computador com interface visual
1980 – busca pelo fotorealismo; tentativas de
padronização diversas
1990 – firma-se como base da indústria
cinematográfica; disseminam-se os jogos de
computador; firmam-se as interfaces H-M gráficas
(GUIs); início da Realidade Virtual
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Dificuldades no desenvolvimento
custo do hardware, quando não produzido em
grande escala
necessidade de recursos capazes de suportar:
– grandes bases de dados
– manipulação de figuras, interativamente
– pós-processamento de programas de aplicação,
com entrada proveniente da fase de projeto
gráfico
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Dificuldades no desenvolvimento
dificuldades de escrita de programas interativos para
ambientes de “time-sharing”, quando os conceitos de
computação gráfica ainda eram novos para
programadores orientados para processamento de
lote (“batch”)
software não portável entre as várias plataformas,
orientado para determinado tipo de vídeo e
produzido sem emprego de princípios de Engenharia
de Software, programação modular ou estruturada.
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Necessidades de portabilidade
“PORTABILIDADE DE PROGRAMAS” - Capacidade
de transpor um programa de uma instalação para
outra, com um mínimo de alterações.
“PORTABILIDADE DE PROGRAMADORES” -
Simplificação da tarefa de treinamento de
programadores para se adaptarem às novas
características particulares de uma nova instalação
gráfica.
Pacote
de rotinas dependente
de dispositivo
Pacote
de rotinas independente
de dispositivo
FABRICANTE
SOFTWARE HOUSE
A interface necessita ser padronizada
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Esforços para a padronização
1974 - Formação do GRAPHICS STANDARD PLANNING
COMMITTEE - com a finalidade de estabelecer as regras
principais para os pacotes gráficos futuros (padronizados)
1976 - Atenção para o fato de que era necessário estabelecer
uma metodologia de projeto gráfico (IFIP WG5.2 GRAPHICS
SUBCOMMITTEE)
– Estudo da estrutura dos programas de aplicação
– Separação das funções de geração de figuras (“CORE”),
das funções de modelagem (aplicações propriamente ditas:
estruturas de dados e funções aplicativas)
1977 - “CORE GRAPHICS SYSTEMS” (THE CORE) -
produzido pela ACM SIGGRAPH COMMITTEE - inclui
conceitos e práticas comuns em computação gráfica - serve
como base para a maturação de idéias para a padronização
1979 - É apresentada uma nova versão do CORE.
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Esforços para a padronização
1979 - Os esforços são transferidos para a ANSI (AMERICAN
NATIONAL STANDARDS INSTITUTE) - ANSI X3 -
COMMITTEE ON COMPUTERS - ANSI x3H3 ( Computer
Graphics Programming Languages)
1976 a 1979 - são desenvolvidos esforços paralelos na Europa
(Alemanha Ocidental) - ISO (ISO/TC97/SC5/WG2) - definindose
as bases do sistema que mais tarde seria conhecido com
GKS - Graphical Kernel System.
1981 - é publicada a versão 7.0 do GKS
1982 - novas alterações da norma GKS - versão 8.0
1982 - ANSI apresenta uma série de extensões ao sistema
CORE: interface programador-sistema, Metafiles, Virtual Device
Interface (VDI-CGI), sistema 3D.
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Esforços para a padronização
1983-1984 - nova versão do GKS é apresentada ao
público para sugestões e revisões e o grupo de
controle do GKS se reúne para responder a
perguntas da comunidade sobre o sistema
1985 - ANSI padroniza o GKS como sistema
americano, antes mesmo de qualquer resolução da
ISO
daí em diante - imposição das normas pelas
agências regulamentadoras
empresas continuam utilizando seus próprios
pacotes
HOJE - grande variedade de pacotes diferentes.
Normas convivem em paralelo.
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Normas gráficas
GKS - Graphical Kernel System - interface gráfica para
programas aplicativos
GKS++ - para objetos
GKS-3D - Graphical Kernel System for 3 Dimensions
proposta
CGI - Computer Graphical Interface - especificação de
técnicas de interfaceamento para uso de dispositivos
gráficos (tornam-se virtuais)
CGM - Computer Graphics Metafile - mecanismo de
transferência e armazenamento de informações de
descrição de figuras (ANSI)
IGES - Initial Graphics Exchange Standards -
especificação de formatos de arquivos e linguagem para
transmissão e armazenamento de dados de definição de
produto (v. 1.0 - ANSI - 1981)
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Normas gráficas
PHIGS - Programming Hierarchical Interactive Graphics
System (PHIGS++/PEX) - interface gráfica bi e
tridimensional, para programas aplicativos - talvez, até
mais difundida que a GKS, da qual foi originada; permite
hierarquia de objeto, o que facilita a modelagem.
NAPLPS - North American Presentation Level Protocol
Syntax - Interface de transmissão de texto e gráficos para
dispositivos de exibição ou armazenamento com
inteligência local (ANSI - 1983) (vídeo-texto)
X-Windows - norma para interfaces homem-máquina, com
janelas; existem várias implementações: X-Windows,
Open-windows, MS-Windows, etc.
X-lib - toolkit de rotinas do sistema Windows.
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Abrangência das normas
IGES
Programa aplicativo
GKS/PHIGS
Driver de
dispositivo
Pacote gráfico(interface)
Driver de
dispositivo
Driver de
dispositivo
CGI
CGM
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Aplicações principais
Interfaces homem-máquina
Arte e comércio (multimídia)
Entretenimento (jogos)
Traçado de Gráficos
Cartografia
Automação de Processos e Editoração Eletrônica
CAD/CAM/CAE/CASE/CAI/CAL
Simulação e Animação
Controle de Processos
Robótica
Medicina
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Referências
Foley et al. Fundamentals of Interactive Computer Graphics.
Cap. 1
Foley et al. Fundamentals of Interactive Computer Graphics.
Cap. 3 - (3.1 a 3.3)
Foley et al. Fundamentals of Interactive Computer Graphics.
Cap. 26
Cunha, G. et al. Computação Gráfica e suas aplicações em
CAD. Introdução e padronização. Editora Atlas, 1987. Cap. 8.
(disponível na biblioteca EP- Elétrica)
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