Corso di Interazione Uomo-Macchina: Grafica

Sillabo - A.A. 1997-98

• Introduzione alla computer graphics: sviluppo "storico", applicazioni, architettura a pipeline
• Librerie grafiche:
  • generalita' sulla libreria grafica OpenGL
  • primitive geometriche
  • attributi delle primitive grafiche
  • colore
• Input e interazione:
  • dispositivi fisici e dispositivi logici; classificazione dei dispositivi logici
  • modalita' di input
• Trasformazioni geometriche:
  • trasformazioni bidimensionali: traslazione, rotazione attorno ad un centro di rotazione arbitrario, scalatura lungo gli assi con punto fisso arbitrario
  • trasformazioni geometriche in coordinate omogenee
  • composizione di trasformazioni
  • trasformazioni tra sistemi di coordinate 2D
  • trasformazioni tridimensionali come generalizzazione delle trasformazioni bidimensionali: traslazione, rotazioni attorno agli assi coordinati, scalatura lungo gli assi coordinati
  • Rotazione attorno ad un asse qualunque
• Visualizzazione:
  • trasformazioni di modellazione
  • pipeline di visualizzazione
  • proiezioni parallele; proiezioni prospettiche
  • coordinate di vista e trasformazioni di proiezione
  • trasformazioni in coordinate normalizzate
  • trasformazioni di workstation
• Ombreggiatura e modello di illuminazione:
  • tipi di superfici e tipi di luce
  • modello di riflessione di Phong
  • flat shading e Gouraud shading
• Algoritmi per la computer graphics
  • Problema del clipping di una scena:
    -- clipping di punti
    -- clipping di segmenti: algoritmo "brute force", algoritmo di Cohen e Sutherland, algoritmo di Cyrus Beck
    -- clipping di poligoni: algoritmo di Sutherland e Hongman
  • Problema dell'eliminazione delle superfici nascoste: -- generalita'; approcci basati sull'immagine e approcci basati sull'oggetto
    -- tecniche euristiche, coerenza ed eliminazione delle back faces
    -- algoritmo dello z-buffer
    -- algoritmi basati su liste di priorita'
    -- algoritmi di scan-line
    -- algoritmi di suddivisione del piano immagine: algoritmo di Warnock
    
• Grafica in OpenGL:
  • Primitive grafiche e attributi, attributi "per vertice" e attributi "globali".
  • Lo stato corrente di OpenGL, abilitazioni/disabilitazioni di funzionalita' aggiuntive (depth test, face cullling, lighting...)
  • Pipeline delle trasformazioni geometriche in OpenGL: matrici di trasformazione, trasformazioni di modellaziuone, di vista, di proiezione, definizione della viewport
  • Illuminazione in OpenGL, proprieta' delle sorgenti luminose e dei materiali
  • Interazione fra OpenGL e l'ambiente a finestre sottostante: il pacchetto Glut, apertura di una finestra per il rendering, cattura di eventi sulla finestra, funzioni associate agli eventi

Libri di riferimento

• E.Angel, Interactive Computer Graphics: a top-down approach with OpenGL, Addison Wesley, 1997. Collocaz. bib. MAT 68-1997-033, MAT 68-1997-109 e -110 (etic. rossa)
• Neider, Jackie, OpenGL programming guide: the official guide to learning openGL, Reading, Massachusetts, Addison-Wesley, 1993. Collocaz. bib. ING2 EL.O1.0200, MAT 68-1993-030IN, MAT 68-1993-031IN.
• OpenGL architecture review board, OpenGL reference manual: the official reference document for OpenGL, Reading, Massachusetts, Addison-Wesley 1992. Collocaz. bib. ING2 EL.O1.0214.
  Copia disponibile in formato elettronico: manuale gl (.ps.gz) [2*82pag], manuale glu (.ps.gz) [2*22pag], manuale glx (.ps.gz) [2*9pag], sorgenti latex di tutto quanto.
• M.J.Kilgard, OpenGL programming for the X window system, Addison Wesley, 1996 [per Glut]. Collocaz. bib. MAT 68-1996-191 e -162.
• Hearn, Baker D.Hearn, M.P.Baker, Computer Graphics - C version, 2nd edition, Prentice Hall 1997. Collocaz. MAT 68-1997-111, MAT 68-1997-112 (etic. rossa)
• Foley, James D., Van Dam Andries, Fundamentals of interactive computer graphics, Londra Addison - Wesley. Collocaz. bib. MAT 68-1982-11, ING2 EL.0576, ING2 EL.0756.