Visualización e Interacción Gráfica (VIG)

La asignatura tiene dos objetivos globales: por una parte, que el estudiante conozca la arquitectura y los elementos que integran un sistema gráfico interactivo, así como los principios y algoritmos en que se fundamenta, y que esté capacitado para programar visualizaciones interactivas de escenas tridimensionales utilizando API como OpenGL; y por otra, que el estudiante conozca los principios del diseño de las interfaces gráficas de usuarios (GUI) y que esté capacitado para programarlas utilizando herramientas de software específicas.

Conocimientos

1. Los elementos que integran un sistema gráfico interactivo así como los principales modelos asociados: modelo de cámara, modelo geométrico, modelo de iluminación, y los dispositivos de entrada y salida convencionales.
2. Los principios básicos de la interacción hombre-computador así como los principios fundamentales para el diseño de interfaces gráficas de usuario, las herramientas básicas para su desarrollo y tareas de interacción.
3. Los procesos y algoritmos fundamentales para la visualización realista básica de objetos tridimensionales: proceso de visualización proyectivo, z-buffer, modelos empíricos de iluminación e introducción a texturas 2D.
4. La arquitectura y el análisis funcional de las librerías gráficas (APIs) que implementan el proceso de visualización proyectivo. El diseño de aplicaciones que las utilizan.
5. Manipulación directa de objetos. Técnicas de interacción. Mecanismos de selección.

Habilidades

1. Programación de interfaces gráficas de usuario utilizando paquetes estándar siguiendo las especificaciones de una determinada aplicación.
2. Desarrollo de aplicaciones gráficas de visualización interactiva de escenas tridimensionales constituidas por mallas de triángulos utilizando librerías gráficas.

Competencias

1. Capacidad para integrarse en un grupo de trabajo que requiera el desarrollo de aplicaciones gráficas interactivas
2. Capacidad para evaluar interfaces gráficas, para analizar las prestaciones de un determinado sistema gráfico y para evaluar las prestaciones de las herramientas disponibles para el diseño de visualizaciones interactivas y de interfaces gráficas.
3. Capacidad de iniciativa: ser resolutivo, saber tomar decisiones y actuar para solucionar un problema.
4. Capacidad para diseñar y llevar a cabo visualizaciones de escenas tridimensionales e interficies gráficas y analizar los resultados.
5. Capacidad para relacionar y estructurar información de varias fuentes, para integrar ideas y conocimientos.
6. Capacidad para trabajar efectivamente en grupos pequeños de personas para la resolución de un problema de dificultad media.
7. Creatividad. Apertura y curiosidad intelectual.
8. Capacidad de iniciativa: ser resolutivo, saber tomar decisiones y actuar para solucionar un problema.
9. Capacidad de adaptación: Saber cambiar para afrontar de forma activa nuevas situaciones derivadas de cambios organizativos o tecnológicos.
10. Capacidad para estructurar un documento técnico.

La metodología docente estará basada en clases semanales de teoría (3h) y de laboratorio (2h).

En las clases de teoría se presentarán los conceptos de la asignatura y se realizarán ejercicios que ayudarán tanto al logro de los conceptos teóricos como el desarrollo de las prácticas.

Las clases de laboratorio tendrán un doble objetivo: la presentación de las herramientas específicas de programación (OpenGL, Qt, ...) y el desarrollo por parte de los estudiantes de prácticas obligatorias. Laa prácticas se realizarán de manera individual y se consideran una parte fundamental de la asignatura.

Básicamente, las prácticas consistirán en el desarrollo de ejercicios que permitirán la visualización realista interactiva de escenas tridimensionales utilizando la librería gráfica OpenGL y Qt para el diseño de la interfaz gráfica.

Los guiones específicos de cada sesión se publicarán con antelación y se explicarán al empezar cada fase de implementación. Es fundamental para un correcto desarrollo de las clases de laboratorio y la programación de las diferentes fases de la prácticas que los alumnos realicen el trabajo personal de análisis y diseño indicado en los guiones de las sesiones que se puede realizar, parcialmente, sin necesidad de computador.

Habrá un examen escrito de teoría (T), con ejercicios y preguntas cortas de tipo teórico. La nota de prácticas (P) se calculará a partir de una práctica sencilla de interfaces (P0), dos ejercicios prácticos (P1 y P2), y de la evaluación global de la Práctica (Pr). Los ejercicios prácticos consistirán en realizar modificaciones de la práctica hecha por el propio estudiante, con la finalidad de valorar su dominio y comprensión de la misma y estarán distribuidos a lo largo del curso.

En el caso de que, por motivos técnicos, no se pudiesen realizar las pruebas prácticas en el laboratorio, alternativamente, se realizaría un examen escrito sobre la práctica.

La nota final F se determina en función de T y P de la siguiente manera que fomenta un esfuerzo equilibrado en las dos partes:

F = 0.6*T + (0.05 P0 + 0.25 (P1+P2)/2 + 0.1 Pr)

• Andújar, C., Brunet P., Fairén, M., Navazo, I., Vinacua, A. Informàtica Gràfica. Un enfocament multimèdia., CPET, 2002.
• Edward Angel Interactive computer graphics : a top-down approach with OpenGL, Addison-Wesley, 2006.
• Alan Watt 3D computer graphics, Addison-Wesley, 2000.
• Woo, M., Neider, J., Davis, T. OpenGL User Programming Guide, Version 1.4., Addison Wesley, 2003.
• Matthias Kalle Dalheimer Programming with Qt, O'Reilly, 2002.
• Steve Cunningham Computer Graphics: Programming in OpenGL for Visual Communication, Pearson/Prentice-Hall, 2007.
• Mike Bailey & Steve Cunningham Graphics Shaders: Theory and Practice, A.K.Peters, 2009.

• Wilbert O. Galitz The Essential guide to user interface design : an introduction to GUI design, principles and techniques, Wiley Computer Pub, 2002.
• Peter Shirley Fundamentals of computer graphics, AK Peters, 2002.
• James D. Foley ...[et al.] Computer graphics : principles and practice, Addison-Wesley, 1996.

Conceptos de álgebra lineal, en particular de transformaciones geométricas y fundamentos de cálculo matricial.

Consideramos fundamental nivel alto de programación, estructuras de datos y diseño de algoritmos y conocimientos de C++ y de linux. La asignatura Proyecto de Programación.