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Objectivos de Aprendizagem |
Os objetivos gerais desta unidade curricular são:
1) dotar aos alunos de competências/habilidades na geração de imagens fotorrealistas em filmes de animação, efeitos visuais ou pré-visualização arquitetónica;
2) dotar os alunos de competências/habilidades em técnicas avançadas de gráficos 3D para a síntese de imagens realistas.
No que respeita aos objetivos específicos desta unidade curricular, após o processo de aprendizagem, os alunos deverão ser capazes de, pelo menos:
1) explicar as grandezas físicas do transporte da luz e realizar cálculos básicos usando lápis e papel;
2) abordar os modelos que descrevem como a luz interage com diferentes materiais;
3) explicar as equações de renderização e transferência radiativa e mostrar como construir métodos de Monte Carlo para resolvê-las;
4) projetar e implementar um sistema avançado de renderização baseado na integração de Monte Carlo;
5) avaliar os pontos fortes, os pontos fracos e as capacidades de vários algoritmos de renderização.
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Conteúdos programáticos |
1) Coloramento e sombras: modelos de coloramento básicos e fisicamente plausíveis, coloramento suave, projeção de sombras.
2) Ray-tracing: princípios de “ray casting”, “ray tracing” recursivo, intersecções de raios com objetos, representação de cenas CSG.
3) Anti-ziguezagueamento e amostragem: princípios de anti- ziguezagueamento, vários métodos de amostragem, amostragem adaptativa.
4) Texturas: texturas 2D e 3D, texturas procedurais, funções de ruído.
5) “Ray-tracing” distribuído (Monte-Carlo): princípio, aplicações em sombras suaves, reflexos brilhantes, “motion blur”, etc.
6) Aceleração do “ray tracing”: volumes delimitadores, hierarquias delimitadoras, diretorias espaciais, técnicas de aceleração baseadas em árvores.
7) Radiosidade: introdução à radiometria, princípios básicos dos métodos de radiosidade.
8) Renderização de Monte-Carlo.
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Bibliografia principal |
1) T. Akenine-Möller, E. Haines, N. Hoffman, A. Pesce, M. Iwanicki, and S. Hillaire (2018), Real-Time Rendering (4th edition), A.K.Peters/CRC Press.
2) A. Marrs, P. Shirley, and I. Wald (2021), Ray Tracing Gems II: Next Generation Real-Time Rendering with DXR, Vulkan, and OptiX, Apress.
3) M. Pharr and G. Humphreys (2010), Physically Based Rendering: From Theory to Implementation (2nd edition), Morgan Kaufmann.
4) M. El-Zayat (2019), Photorealistic rendering: of augmented reality objects on mobile devices, Lap Lambert Academic Publishing.
5) J. Cardoso (2021), V-Ray 5 for 3ds Max 2020: 3D Rendering Workflows (2nd edition), CRC Press.
6) P. Shirley, M. Ashikhmin, and S. Marschner (2009), Fundamentals of Computer Graphics (3rd edition), A.K. Peters.
7) A. Glassner (1995), Principles of Digital Image Synthesis, Morgan Kaufmann Publishers.
8) J. Foley, A. van Dam, S. Feiner, and J. Hughes (1995), Computer Graphics, Principles and Practice in C (2nd edition), Addison-Wesley.
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