Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales
Departamento: Informatica
Área: Area III: Servicios
(Programa del año 2016)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
COMPUTACION GRAFICA ING. EN COMPUT. 28/12 2016 2° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
GUERRERO, ROBERTO ARIEL Prof. Responsable V.DEC F EX 3 Hs
ALVARADO ARAYA, YOSELIE MACARE Auxiliar de Práctico A.1ra Semi 20 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
 Hs. 3 Hs.  Hs. 3 Hs. 6 Hs. 2º Cuatrimestre 08/08/2016 18/11/2016 15 90
IV - Fundamentación
La Computación Gráfica es un campo floreciente dentro de las Ciencias de la Computación en el cual se estudian los métodos
que permiten sintetizar y manipular digitalmente información de contenido visual. Actualmente, el área involucra muchos
aspectos de la vida diaria, yendo desde la animación y los juegos de computadora, pasando por el arte, los efectos especiales
para interfaces gráficas de usuario y la visualización de información hasta el diseño industrial y la educación. En
consecuencia, la Computación Gráfica juega un rol cada vez más importante en la vida de las personas, ya sea tanto
prácticamente como culturalmente.
La asignatura introduce los conceptos fundamentales asociados a la graficación por computadora en 2D y 3D. Los tópicos
desarrollan los aspectos teóricos asociados al plasmado de primitivas geométricas, transformaciones en 2D y 3D, teoría del
color, filtrado de imágenes 2D, modelos simples de iluminación, sombreado y texturas.
V - Objetivos
Se pretende formar al alumno en los diversos aspectos involucrados con la presentación gráfica de la información de manera
que pueda:
- Adquirir los conocimientos básicos necesarios para comprender el proceso completo de representación de información en
forma gráfica en la computadora.
- Generar software de representación gráfica propio.
- Analizar, evaluar y detectar limitaciones en el software de modelado y animación 3D existente en el mercado.
- Desarrollar una visión general de las potencialidades y limitaciones de la Informática Gráfica en la actualidad.
VI - Contenidos
Unidad I: Introducción.
¿Que es la Computación Gráfica?. Evolución de la Computación Gráfica. Aplicaciones representativas. Ventajas y
Desventajas. Desarrollo del hardware y software para Computación Gráfica. Dispositivos Gráficos. Tecnología de
Ingreso/Egreso de Información. Graficación vectorial y Raster. Concepto de Frame Buffer. Conceptos Básicos de
procesamiento de interacción: eventos.

Unidad II: Graficación de Primitivas 2D.
Implicaciones del uso de arquitectura raster. Línea de proceso (Pipeline) de salida de información. Primitivas graficas de
salida. Puntos y líneas. Circunferencias. Algoritmos de generación por punto: el algoritmo del punto medio. Primitivas de
área. Rellenado de polígonos. Rellenado de Áreas. Antialising.

Unidad III: Color.
Introducción a la teoría del color. Luz Acromática. Luz Cromática. Modelos de color para dispositivos raster. Ventajas y
desventajas. Uso del color en computación gráfica. Aspectos psicológicos del color en el desarrollo de interfaces.

Unidad IV: Imágenes.
Concepto de Píxel. Representación de las imágenes. Operaciones: lógicas, funcionales, aritméticas. Estados del
procesamiento de imágenes. Operaciones píxel a píxel: evaluaciones, mapeos, combinaciones, filtros. Conceptos Básicos de Procesamiento de Imágenes. Las imágenes como funciones. Concepto de Muestreo. Dominio espacial y dominio de la
frecuencia. Transformada de Fourier. La función Delta Dirac. Convolución. Filtrado: pasa bajo, pasa alto, pasa banda.
Efectos visuales: Aliasing. Reconstrucción de imágenes por filtrado.

Unidad V: Modelado de Objetos.
Representación de objetos en 3D. Métodos de representación: Poligonal, Parches Paramétricos Bi-cúbicos, Geometría Sólida
Constructiva, Subdivisión de Espacios. Ventajas y Desventajas. Técnicas de recolección de datos manuales y automáticas.
Técnicas matemáticas de generación de puntos.

Unidad VI: Transformaciones Geométricas.
Preliminares matemáticos. Transformaciones 2D. Coordenadas homogéneas y representación matricial. Composición de
Transformaciones 2D. Representación matricial de transformaciones 3D. Composición de transformaciones 3D.

Unidad VII: Visualización en 3D.
El concepto de cámara sintética. Concepto de Proyecciones. Proyecciones Paralelas. Proyecciones Perspectiva.
Especificación de un punto arbitrario de visualización. Matemática de Proyecciones Geométricas Planares. Implementación
de las Proyecciones Geométricas Planares. Pipeline de Visualización: Transformación, Proyección, Volumen Canónico,
Recorte (Clipping), Ventana de Visualización (Viewport).

Unidad VIII: Eliminación de Superficies Ocultas.
Introducción. Clasificación de los métodos existentes. Técnicas generales para mejorar la eficiencia de los algoritmos de línea
y cara ocultas. Soluciones en el espacio de la imagen. Soluciones en el espacio del objeto.

Unidad IX: Iluminación, Sombreado y Textura.
El color en Computación Gráfica. Interacción luz-objeto. Modelos de iluminación básicos en Computación Gráfica.
Iluminación ambiente, reflexión difusa y especular.
Iluminación Local: Método de Iluminación de Phong. Métodos de iluminación avanzados.
Métodos de sombreado: Gouraud y Phong. La función de las sombras. Algoritmos básicos.
Iluminación Global: Trazado de Rayos: Concepto. Cálculo de intersección. Sombreado. Trazado de Rayos recursivo.
Radiosidad: Concepto. Factores de forma. Refinamiento progresivo. Mallas y Radiosidad.
Textura: Concepto. Mapeo de texturas bidimensionales. Texturas tridimensionales. Bump Mapping.

Unidad X: Conceptos Avanzados
Métodos básicos para la aproximación de curvas y superficies paramétricas: Hermite, Bezier y B-splines. Splines racionales y b–Splines. Modelado de multiresolucion.
Animación tradicional de celdas 2D. Principios de la animación automática de cuadros. Técnicas de animación.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
Con el objeto de evaluar a cada alumno en un proceso continuo, los trabajos se realizan en forma individual y personalizados.
Los trabajos prácticos aumentan su complejidad en la medida que se avanza con el programa, apoyados en los conocimientos
vertidos e integrados en forma cualitativa con el aprendizaje.
El seguimiento por parte de los docentes es permanente durante el desarrollo de las prácticas.
Los trabajos de laboratorio se construyen uno sobre otro, por lo que será necesario reusar el código desarrollado en trabajos
previos.

Práctico Nº 1: Dispositivos Gráficos.
Objetivos específicos: Poner en contacto al alumno con la terminología específica, lograr que identifique los principales
elementos tecnológicos involucrados en el ingreso/egreso de información visual así como también adquiera destreza en el
manejo del procesamiento de la interacción mediante eventos.
El práctico se centra en el desarrollo de ejercicios simples de manejo de la entrada/salida mediante el uso de una librería
gráfica, de manera que le permitan al alumno conseguir experticia en el manejo de la interacción mediante la programación
de eventos.

Práctico Nº 2: Procesamiento de Pixmaps.
Objetivos específicos: Introducir al alumno en el procesamiento digital de imágenes como la última etapa del pipeline de
rendering.
La práctica consistirá de la presentación al alumno de diferentes problemas asociados con el plasmado de las imágenes al
final de un pipeline de rendering. Los alumnos deberán trabajar sobre las imágenes resultantes e implementar los algoritmos
de solución correspondientes.

Laboratorio Nº 1
Objetivos específicos: Integrar en un único sistema todos los conceptos abordados desde la Unidad I a la Unidad IV inclusive.
La práctica consistirá de la implementación de un sistema que involucre el procesamiento de la interacción, el manejo del
frame buffer, manejo de color, y operaciones sobre las imágenes resultantes (tratamiento o procesamiento) y graficación de
primitivas 2D, según corresponda.

Práctico Nº 3: Mallas Poligonales y Transformaciones Geométricas.
Objetivos específicos: Lograr que el alumno adquiera experticia en el trabajo con matrices de transformación y su aplicación
en el tratamiento de mallas poligonales de objetos 3D.
La práctica consistirá de la implementación de los procedimientos necesarios para la aplicación de transformaciones sobre
mallas poligonales en forma individual o conjunta (conformando escenarios).

Laboratorio Nº 2
Objetivos específicos: Integrar en un único sistema todos los conceptos abordados hasta la Unidad IX inclusive.
La práctica consistirá de la implementación de un sistema que implemente un pipeline de visualización. El mismo deberá
involucrar la manipulación de modelos 3D de objetos mediante mallas poligonales, la conformación de escenarios, el manejo
de cámara sintética, proyecciones y plasmado; con el agregado de técnicas de eliminación de superficies ocultas, sombreado,
iluminación y texturas.
VIII - Regimen de Aprobación
Los conceptos de la asignatura se integran mediante el desarrollo de trabajos prácticos de máquina y proyectos integradores de laboratorio. Se entiende por práctico de máquina a todo práctico que involucre programación. Sólo los proyectos
integradores tienen evaluación, debiendo entregarse y aprobarse en la fecha fijada por la cátedra o en una fecha de
recuperación. Los proyectos integradores deberán realizarse en forma individual.
Condiciones Generales
- Asistencia al 70% de las clases prácticas.
- Aprobar los 2 proyectos integradores de laboratorio y sus respectivas recuperaciones acorde con la reglamentación vigente.
Régimen de Regularización
- Cumplir con las condiciones Generales.
Régimen de Promoción
- Cumplir con las condiciones Generales.
- Aprobar una evaluación adicional teórica a fin de cuatrimestre sobre todos los conceptos abordados durante el dictado de la
asignatura. Dicha evaluación se debe aprobar con un mínimo del 80%. El porcentaje obtenido se traducirá en nota la cual será
la nota definitiva de la materia acorde con la reglamentación vigente.
Régimen de Alumnos Libres
Dado el carácter netamente práctico de la asignatura, la materia no se puede rendir en calidad de libre.
IX - Bibliografía Básica
[1] Apuntes de la cátedra.
[2] Foley, J., Van Dam, A., “Fundamentals of Interactive Computers Graphics”, Ed. Addison-Wesley, Reading, Massachussetts, segunda edición, ISBN-10: 0201144689, 1992.
[3] Foley, J., Van Dam, A., Feinier, S., Hughes, J., “Computer Graphics: Principles and Practice in C”, Ed. Addison-Wesley, ISBN-10: 0201848406, 1997.
[4] Hearn, D., Baker, P., “Gráficas por computadora”, Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana, México, ISBN-10: 9688804827, 1995.
[5] Dix, A., Finley, J., Abowd, G., y Beale, R., “Human-Computer Interaction”, 3thd edition, Ed. Prentice Hall, ISBN-10:0130461091, 2004.
[6] Ortega Cantero, M., Bravo Rodríguez, J., “Sistemas de Interacción Persona-Computador”, Ed. Univ. de Castilla-La Mancha, ISBN: 84-8427-093-9, 2001.
[7] Gonzalez R., Woods R., “Digital Image Processing”, 2nd. Edition, Ed. Prentice Hall, ISBN: 0-201-18075-8, 2006.
[8] Rule, K., “3D Graphics File Formats”, Addison Wesley, ISBN:0-201-48835-3, 1996.
[9] Woo, M., Neider, J., Davis, T., Shreiner, D., “OpenGL- Programming Guide (Red Book)”, 2nd. Edition, Addison Wesley, ISBN: 0-201-60458-2, 1999.
[10] Angel E., “Interactive Computer Graphics - A Top-Down Approach Using OpenGL”, Addison Wesley, ISBN-10:0321321375, 2006.
[11] Egerton, P.A., Hall, W. S, “Computer Graphics - Mathematical First Step”, Prentice Hall, ISBN-10: 0135995728, 1999.
[12] Jones, H., “Computer Graphics Through Key Mathematics”, Springer Verlag, ISBN-10: 1852334223, 2001.
[13] Isaac Kerlow, “The Art of 3D: Computer Animation and Imaging”, John Wiley & Sons, ISBN: 978-0-470-08490-8, 2009.
X - Bibliografia Complementaria
[1] Oualline, S., “Practical C Programming”, Ed. O´Reilly & Associates, ISBN 10: 1-56592-306-5, 1997.
[2] Matthew, N., Stones, R., “Beginning Linux programming”, John Wiley & Sons, ISBN-10: 0470147628, 2007.
[3] Glassner A., “Graphics Gems”, Academic Press, ISBN-10:0122861663, ISBN-13: 978-0122861666, 1993.
[4] Arvo J., “Graphics Gems II”, Academic Press, ISBN-10:0120644819, ISBN-13: 978-0120644810, 1991.
[5] Kirk David, “Graphics Gems III”, Academic Press, ISBN-10:0124096735, ISBN-13: 978-0124096738, 1994.
[6] Heckbert Paul, “Graphics Gems IV”, Academic Press, ISBN-10:0123361559, ISBN-13: 978-0123361554, 1994.
[7] Paeth Alan, “Graphics Gems V”, Academic Press, ISBN-10:0125434553, ISBN-13: 978-0125434553, 1995.
XI - Resumen de Objetivos
Se pretende formar al alumno en los diversos aspectos involucrados con la presentación gráfica de la información de manera
que pueda:
- Adquirir los conocimientos básicos necesarios para comprender el proceso completo de representación de información en
forma gráfica en la computadora.
- Generar software de representación gráfica propio.
- Analizar, evaluar y detectar limitaciones en el software de modelado y animación 3D existente en el mercado.
- Desarrollar una visión general de las potencialidades y limitaciones de la Informática Gráfica en la actualidad.
XII - Resumen del Programa
Unidad I: Introducción.
Unidad II: Color.
Unidad III: Imágenes.
Unidad IV: Graficación de Primitivas 2D.
Unidad V: Modelado de Objetos.
Unidad VI: Transformaciones Geométricas.
Unidad VII: Visualización en 3D.
Unidad VIII: Eliminación de Superficies Ocultas.
Unidad IX: Iluminación, Sombreado y Textura.
XIII - Imprevistos