• Docente: Prof. Enrico Puppo (email puppo@disi.unige.it)
• Informazioni generali: Prerequisiti, Obiettivi, Programma, Testi di Riferimento.

Prerequisiti

Obiettivi

Le applicazioni considerate sono nell'ambito della computer graphics, dei sistemi CAD e della realta' virtuale.

Il corso prevede inoltre un approfondimento delle metologie e delle tecniche per la grafica tridimensionele interattiva come complemento agli elementi di base trattati nel corso di Interfacce Grafiche.

Programma del corso

• Prima parte: Modellazione Solida
1. Introduzione alla Modellazione Solida
• Modelli matematici di oggetti solidi
• Schemi di rappresentazione: definizioni e proprieta' (formali e non)
• Schemi scompositivi: scomposizioni cellulari e schemi di enumerazione spaziale
• Schemi di rappresentazione di tipo costruttivo
2. Schemi di rappresentazione  boundary (o secondo il contorno)
• Entita' e relazioni in uno schema boundary; entita' primarie e derivate; formula di  Eulero-Poincare'
• Strutture dati: winged-edge e simmetrica estese
• Proprieta' degli schemi boundary
• Operatori di Eulero
3. Rappresentazioni scompositive basate su tetraedri
• Definizioni e proprieta'
• Entita' e relazioni
• Strutture dati: struttura simmetrica ed  struttura basata su tetraedri
• Algoritmi per l'estrazione di relazioni dalla strutture dati viste
• Seconda parte: Complementi di Geometria Computazionale

1. Algoritmi per la costruzione di triangolazioni
• Un algoritmo per il calcolo di una triangolazione di un insieme di punti
• Un algoritmo per la triangolazione di un poligono semplice
2. Diagramma di Voronoi e triangolazione di Delaunay
• Diagramma di Voronoi: definizioni e proprieta'
• Diagramma di Delaunay: definizioni e proprieta'
• Triangolazione di delaunay: definizioni e proprieta'
3. Algoritmi per il calcolo della triangolazione di Delaunay
• Triangolazione nel piano: diversi tipi di algoritmi
• Triangolazione nello spazio 3D: l'algoritmo di Watson
• Terza parte: Complementi di Grafica Tridimensionale

In questa parte trovano posto seminari svolti dagli studenti su argomenti di ricerca, che costituiscono parte integrante del corso.
Esempi di possibili argomenti per i seminari sono elencati di seguito. Ulteriori argomenti potranno emergere durante lo svolgimento del corso ed essere concordati tra docente e studenti.
• Rappresentazioni di linee e superfici curve (spline, NURBS)
• Tecniche di illuminazione locale e ombreggiatura (shading)
• Tecniche di illuminazione globale (ray tracing e radiosity)
• Tessiture e tessiture procedurali
• Generazione di ombre
• Meccanismi di interazione tra utente e oggetti visualizzati (pick)
• Collisione tra oggetti (collision detection)
• Tecniche di animazione
• Metodi per la semplificazione e per la compressione di mesh geometriche
• Tecniche per la visualizzazione di dataset volumetrici

Testi consigliati

• Dispense e lucidi di L. De Floriani (per le prime due parti): disponibili on-line
• Per la prima parte:
• C. Hoffmann, Geometric and Solid Modeling, Morgan Kaufmann, San Mateo, California, 1989. (coll. MAT 68-1989-28IN, MAT 68-1989-35IN).
• M. Mantyla, An Introduction to Solid Modeling, Computer Science Press, 1988.(coll. MAT 68-1988-24IN, MAT 68-1988-48IN).
• H. Samet, Applications of Spatial Data Structures: Computer Graphics, Image Processing, Addison-Wesley, Reading, MA, 1990. ISBN 0-201-50300-0.
• H. Samet, The Design and Analysis of Spatial Data Structures, Addison-Wesley, Reading, MA, 1990. ISBN 0-201-50255-0.
• Per la seconda parte:
• F.P. Preparata, I. Shamos, Computational Geometry, Springer-Verlag, II edizione, 1988. (coll. MAT 68-1988-02IN, MAT 68-1988-52IN, MAT 68-1988-53IN).
• M. de Berg, M. Overmars, M. van Kreveld, O. Schwarzkopf, Computational Geometry: algorithms and applications, Springer Verlag, 1997. ISBN 3-540-61270-X (Coll. MAT 68-1997-182 e MAT 68-1997-183).
• Per la terza parte:
• James D. Foley, Andries van Dam, Steven K. Feiner, John F. Hughes, Computer graphics: principles and practice, Reading, MA, Addison-Wesley (Coll. MAT 68-1990-13 IN e MAT 68-1990-48 IN)
• D.Hearn, M.P.Baker, Computer Graphics - C version, 2nd edition, Prentice Hall 1997, (Coll. MAT 68-1997-111 e MAT 68-1997-112)
• E.Angel, Interactive Computer Graphics: a top-down approach with OpenGl, Addison Wesley, 1997, (Coll. MAT 68-1997-033 + MAT 68-1997-109 e -110)
• A. Watt, 3D Computer Graphics, Addison-Wesley, ISBN 0-201-39855-9, terza edizione, 2000.
• A. Watt, F. Policarpo, 3D Games, Addison-Wesley, ISBN-0201-61921-0, 2001.
• F.S. Hill, Jr., Computer Graphics using OpenGL, Prentice Hall, ISBN-0-02-254856-8, 2000.
• W. Schroeder, K. Martin, B. Lorensen, The Visualization Toolkit,  Prentice Hall, ISBN-0-13-199837-4, 1996.
• Altro materiale (articoli, tutorial notes) che saranno indicati dal docente