Actividad #5 Unidad II Resumen:Transformación ventana-área de vista

Actividad #5 

• Resumen:Transformación ventana-área de vista

Fuente: 
http://graficacionitca3d.blogspot.mx/2012/03/24-transformacion-ventana-area-de-vista.html

• Investigar los siguientes conceptos:
• Aspect ratio: 

La relación de aspecto, ratio, ratio de aspecto, proporción de aspecto o razón de aspecto (traducciones literales de la expresión en inglés aspect ratio) de una imagen es la proporción entre su ancho y su altura. Se calcula dividiendo el ancho por la altura de la imagen visible en pantalla, y se expresa normalmente como «X:Y».

• Viewports o visor: 

Un viewport es una región rectangular visualización en gráficos de computadora, o un término utilizado para los componentes ópticos. Ventana de recorte o de visualizacion.


En arquitectura de pipeline grafico investigue:

• Pipeline Grafico: 

Para llevar a cabo una representación virtual de un ambiente tridimensional, se realiza un modelado del escenario. Dicho modelo incluye la representación geométrica de los objetos presentes, las condiciones de iluminación de la escena y el lugar dentro de la misma desde dónde es apreciada. Cada objeto es representado a través de combinaciones, más o menos complejas, de figuras geométricas, el color o las texturas de sus superficies, y su posición y orientación en la escena. Luego se configuran las condiciones de iluminación, es decir posición, color, tipo y demás atributos de cada fuente de luz presente en la escena. Por último, se determina la posición y dirección del punto de vista o de la cámara a través de la cual se visualiza el ambiente. La visualización del ambiente en un dispositivo, como la pantalla de un monitor, es posible gracias a software y hardware especializado. Dicha especialización permite dibujar eficientemente sobre una pantalla bidimensional la proyección, comúnmente en perspectiva, de una escena tridimensional.



El conjunto de operaciones que se realiza para, a partir del modelado del escenario, lograr una imagen para dibujar en la pantalla es llamado pipeline gráfico.

• Pipeline de OpenGL: 

La mayoría de las implementaciones de OpenGL tienen un orden similar de operaciones, una serie de etapas de procesamiento de llamada de la canalización de representación de OpenGL.Este orden, como se muestra en la Figura , no es una regla estricta de cómo se implementa OpenGL, pero proporciona una guía confiable para predecir lo que va a hacer OpenGL.

• Transformacion: 

Las posiciones de los vértices que modelan cada objeto son, usualmente, relativas a un eje de referencia propio de cada objeto. Esto permite que el mismo modelo sirva para representar distintas instancias del objeto dentro de una escena.

Una primera etapa del pipeline consiste en transformar las coordenadas de los vértices en coordenadas normalizadas del dispositivo. Para esto a cada vértice se le aplica una secuencia de transformaciones utilizando matrices de dimensión 4x4 y coordenadas homogéneas (véase una buena explicación en el OpenGL Programming Book, Apéndice G). Las posiciones de los vértices son afectadas entonces por 3 transformaciones:

• Mundo: A partir de la posición, orientación y escala de la instancia del objeto en la escena, se arma una matriz que lleva las coordenadas de los vértices del sistema de referencia propio del objeto al sistema de referencia de la escena, común a todos los objetos.
• Vista: Para mostrar lo que es percibido desde un punto de vista, se aplica una matriz que hace coincidir la posición de la cámara con el origen de coordenadas. Además, se hace coincidir la dirección de la cámara con el eje Z positivo, quedando el eje Y hacia arriba y el eje X hacia la derecha. Así las posiciones de los vértices de los objetos quedan relativas a la ubicación y orientación de la cámara.
• Proyección: El espacio que es visualizado de la escena es definido por un volumen de visualización. Los objetos dentro de ese volumen son proyectados en la cara delantera de dicho volumen para obtener la imagen a mostrar. Utilizando una proyección perspectiva, el volumen de visualización tiene la forma de la parte inferior de una pirámide de base rectangular truncada, en inglés, frustum. Finalmente, la transformación de proyección convierte ese volumen de visualización en un volumen de visualización canónico, un cubo con sus vértices extremos en (-1, -1, -1) y (1, 1, 1).

• Clipping: 

Es el fenómeno que se produce cuando un cuerpo sólido atraviesa otro "sin romperlo", es decir, si por ejemplo un personaje está pegado a la pared de una habitación y un brazo o parte de su cuerpo puede verse al otro lado de la pared. El clipping puede ser sólo parcial o total, es decir, tomando el ejemplo de antes, si el brazo atraviesa la pared pero no podemos interactuar con él se trata de un clipping parcial. Si con ese brazo podemos interactuar de manera normal como si realmente no estuviese esa pared ahí, por ejemplo en un shooter poder disparar y herir al personaje, se trata de un clipping total. ¿Quién no se ha aprovechado de un error así para matar a un enemigo en un juego de disparos?

• Proyeccion: 

La proyección es la representación gráfica de un objeto sobre una superficie plana, obtenida al unir las intersecciones sobre dicho plano de las líneas proyectantes de todos los puntos del objeto desde el vértice.

En términos generales, las proyecciones transforman puntos en un sistema de coordenadas de dimensión n a puntos en un sistema de coordenadas con dimensión menor que n. De hecho, durante mucho tiempo se ha usado la graficación por computador para estudiar objetos n-dimensionales por medio de su proyección sobre dos dimensiones.

La proyección de objetos tridimensionales es definida por rayos de proyección rectos, llamados proyectores, que emanan de un centro de proyección, pasan por cada punto del objeto e intersecan un plano de proyección para formar la proyección. Por lo general, el centro de proyección se encuentra a una distancia finita del plano de proyección. Sin embargo, en algunos tipos de proyecciones es conveniente pensar en función de un centro de proyección que tienda a estar infinitamente lejos.

En la figura se presentan dos proyecciones diferentes de la misma línea. Afortunadamente, la proyección de una línea es en sí una línea, de manera que sólo hay que proyectar los puntos extremos. La clase de proyecciones que trataremos aquí se conoce como proyecciones geométricas planas, ya que la proyección es sobre un plano y no sobre una superficie curva y porque usa proyectores rectos y no curvos. Varias proyecciones cartográficas son no planas o no geométricas.

• Rasterizacion: 

El objetivo de esta etapa es determinar el conjunto de pixeles que formarán parte de la imagen final a visualizar. Esta etapa usa un buffer bidimensional para la generación progresiva de la imagen o cuadro final,que es llamado frame-buffer. La primera operación consiste en determinar los pixeles necesarios para la representación de cada una de las primitivas a visualizar. El proceso, también conocido como escaneo de conversión (en inglés, scan conversion), genera una estructura transitoria llamada fragmento. Cada fragmento contiene los atributos ingresados con los vértices junto a la posición. El valor de los atributos es obtenido mediante una interpolación lineal de los valores presentes en cada vértice de la primitiva, utilizando como pesos la posición del fragmento relativa a los vértices.

Dos o más primitivas pueden generar fragmentos en la misma posición. El fragmento que debe dibujarse es aquel que se encuentra más cercano al observador, es decir, aquel que no se encuentra tapado por otro. El valor de la coordenada Z, o valor de profundidad, es utilizado para dirimir el fragmento que se convertirá en píxel. Para esto se utiliza una estructura de datos llamada Z-buffer o buffer de profundidad (en inglés, depth buffer) que almacena el valor de profundidad del último fragment (los fragmentos pueden ser procesados en paralelo, de manera independiente uno de otro). dibujado en el frame-buffer. Un fragmento es descartado si su valor de profundidad es mayor al que se encuentra en el Z-buffer para la misma posición.

El color del fragmento candidato a convertirse en un píxel de la imagen final es decidido en esta etapa. El color puede obtenerse del atributo que acompaña a cada vértice o puede muestrearse de una textura en particular, a partir de las coordenadas de textura para ese fragmento. Más aún, operaciones de iluminación y transparencia pueden contribuir en el color final de un píxel.

Finalmente, los fragmentos dibujados en el frame-buffer son mostrados en la pantalla del dispositivo.



Fuente:

• www.wikipedia.org
• guayco-84067.googlecode.com/.../Cap3_El%20pipeline%20gráfico.doc‎
• http://blogs.gamefilia.com/i-yova-i/19-02-2009/19476/tecnicas-algunos-terminos-de-errores-graficos-comunes