INFORMATICA
GRAFICA
LABORATORIO DI INFORMATICA GRAFICA
Corso
di Laurea in Ingegneria Edile-Architettura
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 sol
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.
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 Gu
·
Adobe staff, Adobe Photoshop
CS, Pearson Education Italia, 2004 o Manuale Adobe
Photoshop