INFORMATICA GRAFICA

LABORATORIO DI INFORMATICA GRAFICA

Corso di Laurea in Ingegneria Edile-Architettura

Anno Accademico 2006/2007

Prof. Primo Zingaretti

 


OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso ha il duplice scopo di fornire i concetti fondamentali dell’informatica (parte I) e gli elementi di base della grafica computerizzata (parte II). Il corso č da intendersi integrato al corso “Laboratorio di informatica grafica” in cui verranno effettuate esercitazioni che hanno lo scopo di illustrare le metodologie precedentemente studiate mediante l’uso di pacchetti software di grafica raster e vettoriale.

 


PROGRAMMA DEL CORSO [slide]

Parte I – Fondamenti di informatica.

Introduzione al corso e concetti introduttivi. [1 – cap. 1]

Definizione di informatica. Aree disciplinari e applicazioni. [slide]

Hardware e architettura di un calcolatore. [1 - cap. 2]

Modello della macchina di von Neumann. [slide]

Rappresentazione e codifica dell'informazione. [1 - cap. 3]

Codifica dell’informazione. Caratteri e stringhe. Suoni e immagini. [slide]

Informazioni numeriche. [slide]

Informazioni logiche. [slide]

Elementi di programmazione. [1 - cap. 4]

Dal linguaggio macchina ai linguaggi di alto livello. Ambienti integrati. Fasi di sviluppo e testing dei programmi. [slide]

Algoritmi e programmi. Metodologie di programmazione. [slide]

Linguaggi di alto livello. Definizione formale di un linguaggio di programmazione. Diagrammi e alberi sintattici. Analizzatore sintattico. [slide]

Introduzione al C. [2 - cap. 3÷7, 9]

Caratteristiche ed elementi fondamentali del linguaggio. [slide]

Struttura dei programmi C. Il modello cliente-servitore. Dichiarazioni e definizione di variabili e funzioni. Passaggio dei parametri per valore e per riferimento. [slide]

Progetti e preprocessore. [slide]

Programmazione strutturata. Istruzioni. [slide]

Puntatori e passaggio per puntatore. [slide]

Dati strutturati. [slide]

Canali di I/O. [slide]

File. [slide]

Parte II – Fondamenti di grafica computerizzata.

Introduzione.  [4 – cap. 1, slide]

Definizione di “informatica grafica” e “Computer Graphics”.

Immagini digitali: grafica raster e vettoriale.

Componenti hardware e software per la grafica.

Grafica raster. [4 – cap. 2,  slide]

La percezione: struttura, funzioni e prestazioni del sistema visivo umano.

Il colore come fenomeno fisico: luce, onde e spettro.

Codifica del colore e spazi cromatici.

Elaborazione di immagini.

Calibrazione dei dispositivi, visualizzazione e stampa.

Introduzione alla grafica 3D. [4 – cap. 3,  slide]

Schema di un’applicazione grafica (pipeline).

Strumenti per la grafica 3D.

Architettura di un renderer.

Trasformazioni di modellazione. [4 – cap. 4,  slide]

Spazi geometrici e matrici.

Sistemi di riferimento e matrice di cambiamento di frame.

Trasformazioni affini: traslazioni, rotazioni attorno agli assi e inverse, scalatura.

Composizione di trasformazioni.

Trasformazioni di vista. [4 – cap. 5,  slide]

Definizione e classificazione delle proiezioni.

Metafore object vs viewer e macchina fotografica virtuale (pinhole camera).

Metodi per piazzare la camera e specificare una vista 3D arbitraria.

Definizione del volume di vista e della legge di proiezione.

Matrici per le trasformazioni di vista.

Rendering. [4 – cap. 6,  slide]

Lighting e shading.

Modelli per le sorgenti luminose.

Modelli di illuminazione locali (Phong) e globali (ray-tracing e radiositą)

Modelli per i materiali e tecniche di texture mapping.

Tecniche di shading locale (flat, interpolato, Gouraud e Phong).

Rasterizzazione di linee e di poligoni.

Clipping di segmenti e di poligoni.

Antialiasing.

Determinazione delle superfici visibili: tipi di coerenza, algoritmi conservativi, image e object precision.

Modellazione geometrica. [4 – cap. 7,  slide]

Tipi di rappresentazione delle curve.

Forme algebrica, vettoriale e geometrica delle curve parametriche.

Curve di Hermite, Bezier, B-spline e NURBS.

Mesh, superfici parametriche e superfici generative.

Modellazione solida. [4 – cap. 8,  slide]

Operazioni booleane su solidi.

Schemi di rappresentazione: primitive instancing, sweep, B-rep (poliedri), spatial partitioning, constructive solid geometry (CSG).

Scelta di una rappresentazione.

Uno sguardo al futuro. [4 – cap. 9,  slide]

Image based modelling and rendering.

Parte III – Esercitazioni

Gli strumenti CAD nella rappresentazione e nel progetto.

Esercitazioni in laboratorio con AutoCAD 3D [6]

Ripasso dei concetti fondamentali di Autocad: interfaccia, inserimento coordinate, snap, metodi di selezione, layer, blocchi, ecc.

Modellazione 3D: modelli wireframe, di superfici e solidi. I sistemi di coordinate WCS (globali) e UCS (utente).

Visualizzazione in 3D: modo ombra e render. Comandi relativi al punto di vista. Sistemi di coordinate utente.

Esercitazioni in laboratorio con 3D studio max [7, 8]

Interfaccia. Importazione di file Autocad e modifica di primitive 3D.

Inserimento e modifica di materiali (mappe e tessiture), luci e camere.

Rendering veloce ed avanzato.

L’immagine digitale e la comunicazione visiva. Esercitazioni in laboratorio con Adobe Photoshop. [9]

Interfaccia. Metodi di rappresentazione. Dimensione, risoluzione e interpolazioni.

Tecniche di selezione. Menł strumenti. Palette storia. Livelli, canali e istogrammi.

Regolazione di livelli, curve, luminositą, contrasto, tonalitą e saturazione. Effetti e filtri. Profili ICC.

 

 

TESTI DI RIFERIMENTO:

Parte I:

·   P. Zingaretti, E. Frontoni, Informatica: tematiche generali, Ed. Simple (www.stampalibri.it), 2006.

·   S. Ceri, D. Mandrioli, L. Sbattella. Informatica - arte e mestiere. McGraw-Hill, 1994.

·   Slide presentate a lezione (password per l’apertura del file comunicata a lezione).

Parte II:

·   P.Zingaretti, Fondamenti di Computer Graphics, Pitagora, 2004.

·   Slide presentate a lezione (password per l’apertura del file comunicata a lezione)

Parte III:

·   F. D'Agnano, 3ds max per l'architettura, Apogeo srl, 2006.

·   J.A. Leach, AutoCAD 2002, McGraw-Hill, 2002 o Manuale AutoCAD®.

·   T. Boardman, 3D Studio Max 7 Guida Completa, Apogeo, 2005 o manuale 3D studio max®

·   Adobe staff, Adobe Photoshop CS, Pearson Education Italia, 2004 o Manuale Adobe Photoshop

 

 

Data ultimo aggiornamento 06/05/2007.