Visualització i Interacció Gràfica (VIG)

L'assignatura té dos objectius globals:

- Que l'estudiant conegui l'arquitectura i els elements que integren un sistema gràfic interactiu, els principis i algoritmes en que es fonamenta, i que estigui capacitat per a programar visualitzacions interactives d'escenes tridimensionals utilitzant APIs com OpenGL.

- Que l'estudiant conegui els principis del disseny de las Interfícies Gràfiques d'Usuaris (GUI) i que estigui capacitat per a programar-les utilitzant eines de software específiques.

Coneixements

1. Els elements que integren un sistema gràfic interactiu així com els principals models associats: model de càmera, model geomètric, model d'il·luminació, i els dispositius d'entrada i sortida convencionals.
2. Els principis bàsics de la interacció home-computador així com els principis fonamentals per al disseny d'interfícies gràfiques d'usuari, les eines bàsiques pel seu desenvolupament i tasques d'interacció.
3. Els processos i algoritmes fonamentals per a la visualització realista bàsica d'objectes tridimensionals: procés de visualització projectiu, z-buffer, models empírics d'il·luminació i introducció a textures 2D.
4. L'arquitectura i l'anàlisi funcional de les llibreries gràfiques (APIs) que implementen el procés de visualització projectiu. El disseny d'aplicacions que les utilitzen.
5. Manipulació directa d'objectes. Tècniques d'interacció. Mecanismes de selecció.

Habilitats

1. Programació d'interfícies gràfiques d'usuari utilitzant paquets estàndard seguint les especificacions d'una determinada aplicació.
2. Desenvolupament d'aplicacions gràfiques de visualització interactiva d'escenes tridimensionals contituides per malles de triangles utilitzant llibreries gràfiques.

Competències

1. Capacitat per integrar-se en un grup de treball que requereixi el desenvolupament d'aplicacions gràfiques interactives
2. Capacitat per a avaluar interfícies gràfiques, per analitzar les prestacions d'un determinat sistema gràfic i per avaluar les prestacions de les eines disponibles per al disseny de visualitzacions interactives i d'interfícies gràfiques.
   
   
3. Capacitat d'iniciativa: ser resolutiu, saber prendre decisions i actuar per solucionar un problema.
4. Capacitat per dissenyar i dur a terme visualitzacions d'escenes tridimensionals i interficies gràfiques, i d'analitzar-ne els resultats.
5. Capacitat per relacionar i estructurar informació de diverses fonts, per integrar idees i coneixements.
6. Capacitat per treballar efectivament en grups petits de persones per a la resolució d'un problema de dificultat mitjana.
7. Creativitat.Obertura i curiositat intel·lectual.
8. Capacitat d'iniciativa: ser resolutiu, saber prendre decisions i actuar per solucionar un problema.
9. Capacitat d'adaptació: Saber canviar per afrontar de forma activa noves situacions derivades de canvis organitzatius o tecnològics.
10. Capacitat per estructurar un document tècnic.

La metodologia docent estarà basada en classes setmanals de teoria (3h) i de laboratori (2h).

En les classes de teoria s'introduiran els conceptes de l'assignatura i es realitzaran exercicis que ajudaran tant a l'assoliment dels conceptes teòrics com al desenvolupament de les pràctiques.

Les classes de laboratori tindran un doble objectiu: la introducció de les eines específiques de programació (OpenGL, Qt,...) i el desenvolupament de les pràctiques. Les pràctiques es realitzaran de manera individual i es consideren una part fonamental de l'assignatura.

Bàsicament, les pràctiques consistiran en el desenvolupament d'uns exercecis que permetran la visualització realista interactiva d'escenes tridimensionals utilitzant OPenGL com a llibreria gràfica i Qt per al disseny de la interficie.

Els guions específics de cada sessió seran publicats amb antelació. És fonamental per a un correcte dessenvolupament de les classes de laboratori i la programació de les diferents fases de les pràctiques que els alumnes duguin a terme el treball personal d'anàlisi i disseny indicat en els guions de les sessions que es pot realitzar, parcialment, sense necessitat de computador.

Hi haurà un examen escrit de teoria (T), amb exercicis i preguntes curtes de tipus teòric. La nota de pràctiques (P) provindrà d'una pràctica senzilla d'interfícies (P0), dos exercicis pràctics (P1 i P2), i de l'avaluació global de la Pràctica (Pr). Els exercicis pràctics consistiran a realitzar modificacions de la pràctica feta pel propi estudiant, amb la finalitat de valorar el seu domini i comprensió de la mateixa i estaran distribuits al llarg del curs.

En el cas de què, per motius tècnics, no es poguessin realitzar les proves pràctiques en el laboratori, alternativament, es realitzaria un examen escrit sobre la pràctica.

La nota final F es determina en funció de T i P de la següent manera que fomenta un esforç equilibrat en ambdues parts:

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.

Conceptes d'àlgebra lineal, en particular de transformacions geomètriques i fonaments de càlcul matricial.

Considerem fonamental nivell alt de programació, estructures de dades i disseny d'algoritmes i coneixementes de C++ i de linux. L'assignatura de Projectes de Programació.