Sistemi Multimediali II marco Tarini



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23.05.2018
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Sistemi Multimediali II

  • Marco Tarini


Sistemi Multimediali II

  • docente: Marco Tarini

      • e-mail: tarini@isti.cnr.it
  • ricevimento: Martedì 14:30 - 17:30

      • o anche su appuntamento
  • pagina del corso:

      • http://vcg.isti.cnr.it/~tarini/?52


Sistemi Multimediali II

  • Sistemi Multimediali II

  • =

  • 3D Computer Graphics



Strumenti che useremo

  • Linguaggio: C++ (al limite anche C potrebbe andare)

  • IDE: DevC++ (ma e' solo un consiglio)

  • 3D API: OpenGL

  • Libs, Toolkits, ecc:

    • Qt per le interfacce (forse)
    • SDL per i primi esperimenti in opengl
    • STL per non riscrivere I soliti contenitori
    • ...tutto quel che ci può servire per caricare un’immagine, un oggetto 3d ecc.


Prerequsiti



Computer Graphics: 3D

  • In termini generali:

    • Modellazione di entità tridimensionali (almeno nel nostro caso)
    • Sintesi di immagini a partire da queste
  • Campo molto vasto

    • Noi ci occuperemmo di una piccola parte
  • Campo in rapidissima espansione

    • Esiste in forze da una trentina d'anni
    • Noi ci occuperemo di sviluppi recenti


Computer Graphics: applicazioni

  • Cultural heritage related

    • virtual museums
    • restoration support
    • monitoring
  • Medicine

    • Diagnosis support
    • Tele surgery
    • Simulations
  • Virtual Reality



Computer Graphics: vicini di casa

  • Algoritmi

      • (chiaramente)
  • Computer Vision

  • Geometria Computazionale

  • Image Processing

      • piu' sulla sponda 2D
  • Parenti stretti:

    • Computer Animation
      • cinematica inversa/directta, motion capture...
    • Acquisizione 3D Automatica
    • Display Devices
      • incluso strumenti di visualizzazione immersiva
    • Haptic Devices


Computer Graphics: applicazioni

  • Visualizzazione Scientifica

    • aka: SciVis , visual data analysis ...


Computer Graphics: applicazioni

  • Visualizzazione Scientifica

    • aka: SciVis , visual data analysis ...


Computer Graphics: applicazioni

  • E-commerce



Computer Graphics: applicazioni

  • applicazioni medicali

    • supporto alla diagnosi
      • e.g. visualizz. CAT scans
    • chirurgia virtuale
    • tele-chirurgia


Computer Graphics: applicazioni

  • Industria

    • CAD
    • Rapid Prototyping
    • Vis. of simulations results
    • Light Simulation...


Computer Graphics: applicazioni

  • Entertainment: giochi

    • forza trainante del settore (crederci o no) ...


Computer Graphics: applicazioni

  • Entertainment: giochi

    • forza trainante del settore (crederci o no) ...


Computer Graphics: applicazioni

  • Entertainment: giochi

    • forza trainante del settore (crederci o no) ...


Computer Graphics: applicazioni



Computer Graphics: applicazioni

  • Entertainment: movie industry

    • CG animations
    • Feature movies


Computer Graphics: applicazioni

  • Entertainment: movie industry

    • visual effects (non special fx)


Computer Graphics: applicazioni

  • Entertainment: movie industry

    • Feature movies fotorealistici


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali

    • Presentazione
      • musei virtuali
      • cataloghi di musei reali
      • supporto alla didattica
      • documentaristica...
    • Supporto al restauro
      • Modello 3D come GIS
      • Simulazioni...
    • Studio
      • Analisi dei dati
      • vedi SciVis


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali:

    • tutto parte dall'acquisizione...


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali



Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali

    • supporto al restauro


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali

    • supporto al restauro


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali

    • modello 3D come "GIS"


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali

    • musei virtuali
    • supporto multimediale musei tradizionali


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali

    • presentazione in rete


Computer Graphics: applicazioni

  • Beni Culturali: simulaizoni



Computer Graphics: applicazioni

  • Cultural heritage related

    • virtual museums
    • restoration support
    • monitoring
  • Medicine

    • Diagnosis support
    • Tele surgery
    • Simulations
  • Virtual Reality



Computer Graphics: schema ricorrente



Computer Graphics: altro schema ricorrente



Computer Graphics: altro schema ricorrente 2



Rendering

  • Parola molto generale:



Rendering

  • Esempio: nei web browser



Rendering

  • Rendering 3D



Rendering

  • Rendering 3D



Algoritmi di Rendering

  • Due tipi:

    • On-Line Rendering
      • Interattivo: circa 1 – 10 frames per sec ("fps")
      • Real-Time: circa 10-100 fps
    • Off-line Rendering
  • Diversissimi:

    • applicazioni
    • vincoli
    • qualita' (e.g. fotorealismo)
    • algoritmi
    • insomma: approcci diversi, mondi diversi.


On Line Rendering



Real Time VS Offline rendering

  • Distanza si accorcia



Real Time VS Offline rendering

  • Distanza si accorcia



Rendering

  • Rendering 3D



Immagine: su che display hardware?

  • Su un monitor, naturalmente!

  • Il tubo catodico: un fascio di elettroni viene diretto su una superficie coperta di materiale fosforescente

    • Display vettoriali: il fascio veniva pilotato direttamente in maniera totalmente libera
    • Display CRT moderni: raster linea per linea, si spazza tutto lo schermo un certo numero di volte al secondo (refresh rate)


Frame buffer

  • Una porzione di memoria dedicata alla memorizzazione dell’immagine

    • come array 2D di pixel da mostrare a video.
  • Caratteristiche:

    • Risoluzione (numero di pixel)
      • Range tipici 320x200 <->1600x1200
    • Profondità (bit per pixel)
      • Range tipici 1 <-> 32 (128)
      • Divisi in tipicamente 3 canali


Rendering

  • Rendering 3D





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