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Computação Interativa e Visualização

Código 15661
Ano 2
Semestre S1
Créditos ECTS 6
Carga Horária PL(30H)/T(30H)
Área Científica Informática
Objectivos de Aprendizagem Objetivos gerais
Dotar os alunos:
- de uma visão abrangente da computação gráfica, da computação científica e da visualização da informação.
- com competências relativamente à programação gráfica de coloradores (“shader programming”).
- com competências relativamente aos modelos de computação paralela em GPU.
- com métodos e técnicas de representação visual que aumentam a compreensão de dados complexos.

Objetivos de aprendizagem
O estudante deve:
- Ser capaz de reprogramar o sistema gráfico através de um “shader” (e.g., Blinn-Phong shader).
- Ser capaz de desenhar e desenvolver um “compute shader” para executar tarefas de computação de propósito geral
em paralelo.
- Ser capaz de desenhar e desenvolver uma aplicação interativa que tire partido de CUDA “kernels”.
- Ser capaz de desenhar e desenvolver um algoritmo numérico em GPU.
- Ser capaz de desenhar e desenvolver uma aplicação de visualização científica que tire partido de “shader
programming” e/ou CUDA “programming”.
Conteúdos programáticos Parte I: Re-programação de Sistemas Gráficos em GLSL
01. Fundamentos de re-programação gráfica em GLSL.
02. Iluminação, coloração e texturas em GLSL.
03. Re-programadores gráficos em técnicas de processamento de imagem e no espaço de imagem.
04. Re-programadores gráficos de geometria e de sombras
05. Re-programadores de computação de propósito geral em GPU.

Parte II: Computação em GPU
06. Arquitetura de GPU.
07. Programação em CUDA: introdução.
08. Re-design de algoritmos fundamenta is em CUDA.
09. Programação em CUDA: tópicos avançados.
10. Integração de OpenGL, GLSL e CUDA.

Parte III: Visualização de Dados
11. Fundamentos da visualização de dados
12. Visualização de dados abstratos
13. Visualização de dados espaciais
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação Para que o estudante possa adquirir as competências exigidas, estão previstas:
- aulas teóricas (T) sobre conceitos teóricos, métodos e algoritmos, utilizando-se para isso a projeção de transparências, a escrita no quadro e a discussão de ideias;
- aulas prático-laboratoriais (PL), nas quais o estudante aplicará e testará os conceitos, as estruturas de dados e os algoritmos introduzidos nas aulas T através da resolução de exercícios que constam em fichas criadas para o efeito;
- tutorias para o esclarecimento de dúvidas e resolução de problemas, bem como para apoio na feitura dos projetos individuais dos alunos.

Bibliografia principal Principal/Main:
- D. Wolf. OpenGL 4 Shading Language Cookbook, 2nd ed., PACKT Publishing, 2013.
- Shane Cook, CUDA Programming: A Developer's Guide to Parallel Computing with GPUs, Morgan Kaufmann, 2013.
- T. Munzner. Visualization Analysis and Design, CRC Press, 2014.
- R. Grant. Data Visualization: Charts, Maps, and Interactive Graphics, CRC Press, 2018.

Complementar/Complementary:
- G. Sellers, R. Wright Jr., and N. Haemel. OpenGL SuperBible, 7th ed., Addison-Wesley Professional, 2015.
- T. Akenine-Moller, E. Haines, and N. Hoffmann. Real-Time Rendering, 3rd ed,. A.K. Peters / CRC Press, 200 8.
- D. Kirk and W. Hwu. Programming Massively Parallel Processors: A Hands-On Approach, Morgan Kaufmann
Publishers, 2010.
- J. Sanders and E . Kandrot. CUDA by Example: An Introduction to General-Purpose GPU Programming, Addison-
Wesley Professional, 2011.
- S. Murray. Interactive Data Visualization for the Web, O’Reilly, 2013.
- I. Meirelles. Design for Information, Rockport Publishing, 2013.
Língua Português
Data da última atualização: 2023-10-23
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