Introdução à Computação Gráfica
Para aqueles que estão começando agora em computação
gráfica, faz-se necessário entender a importância dessa área e de sua
abrangência no mercado de trabalho.
Vamos conhecer um pouco do histórico desse ramo de atividade
e a importância da computação gráfica.
Definição
A computação gráfica é uma forma de reprodução de imagens
por meio computacionais. Desmembrando a expressão:
Computação: forma de compreensão de dados de computadores
que interpretam algoritmos.
Gráfico: forma visual de expressão.
Desde que os sistemas computacionais viraram realidade, a
possibilidade de criar elementos visuais tem sido considerada, e os resultados
têm sido satisfatórios, como vemos na evolução desse meio.
Breve histórico
Os primeiros estudos sobre computação gráfica datam ainda
dos anos 1950, quando as primeiras incursões aconteceram com intuito de criar
uma interface gráfica para os computadores da época.
Estudos mostram que provavelmente o primeiro computador com
interface gráfica foi o Whirlwind I, desenvolvido pelo Massachusetts Institute
Technology (MIT) em conjunto com as Forças Armadas dos Estados Unidos.
Para visualizar essa interface, era utilizado um monitor de
raios catódicos (CTR), que, na época, era uma tecnologia ainda muito recente.
Cientistas de todo mundo perceberam a importância de
trabalhar com esse tipo de interface e passaram a desenvolver programas para
facilitar o processo de fabricação em várias indústrias. Foi assim
principalmente com a arquitetura e o design automobilístico que, já na década
de 1960, faziam uso de desenhos CAD para construção de seus projetos.
Ao longo dos anos, diversas outras indústrias passaram a
trabalhar com recursos de computação gráfica. O cinema teve suas incursões mais
evidentes na década de 1970 com a franquia e filmes de George Lucas, Star Wars.
Já na década de 1980, empresas de animação passaram a
investir no desenvolvimento de ferramentas para criação de animações digitais
em três dimensões. Uma das empresas a se destacar foi a Pixar, que tinha como
um de seus sócios Steve Jobs, na época, recém-saído da Apple.
Naquele momento, as ferramentas para designers gráficos
permitiram um avanço incrível, pois muitos trabalhos, antes feitos de forma
analógica, puderam então, ser criados de forma digital. O Photoshop, por
exemplo, software de tratamento de imagens, começou a ser desenvolvido por
Thomas Knoll no final dos anos 1980. Sua primeira versão comercial foi lançada
em 1990 e trouxe possibilidades que, até então, não tinham sido encontradas
para trabalhos de tratamento de imagens.
John Knoll auxiliou o irmão Thomas na criação da primeira
versão do Photoshop e foi um dos grandes responsáveis pelo desenvolvimento dos
efeitos especiais de cinema trabalhando, por muitos anos, na ILM, empresa de
efeitos visuais. Até hoje atua como supervisor de efeitos visuais em diversos
filmes de sucesso como Avatar, Pacific Rim, além da última trilogia de Star
Wars, dentre outros.
Também em 1990 foi lançado no mercado um dos primeiros
softwares de modelagem e animação 3D, o 3D Studio, atualmente chamado de 3D Max.
Já o Illustrator, ferramenta de criação de imagens vetoriais
foi criado em 1986 e distribuído em 1987 com o intuito de trabalhar com o
formato exclusivo da Adobe, o PostScript. Veja, na Figura 1.2, como era a tela
de abertura da primeira versão dessa ferramenta.
Ao longo da década de 1990, muitas empresas surgiram com
softwares que apresentavam recursos cada vez mais aprimorados. Esse período foi
decisivo para os profissionais já estabelecidos no mercado, pois muitos deles
migraram para os meios digitais.
Ferramentas de pós-produção, animação 3D, design gráfico,
desenho de produtos, entre outras, são hoje uma realidade. Até mesmo áreas como
Medicina utilizam a computação gráfica para simular o desenho de algum órgão
para estudos ou diagnósticos médicos.
Mercado
O mercado de trabalho que faz uso das capacidades da
computação gráfica é muito abrangente. Profissionais que utilizam esse tipo de
recurso se encontram nos nichos de design gráfico, design de produtos,
animação, efeitos especiais e pós-produção, web design, arquitetura,
desenvolvimento de interfaces de aplicativos e softwares, entre outros.
Dessa forma, é importante saber que computação gráfica não
se limita a um nicho, mas constitui uma área maior que alcança diversos
mercados mais específicos.
Para tanto, os programas para cada uma dessas áreas são
desenvolvidos de forma a suprir as respectivas necessidades, trazendo
ferramentas que serão mais importantes para que esse tipo de trabalho seja
concluído.
Hoje é possível encontrar softwares em diversas áreas, como
tratamento de imagens, ilustração vetorial, pintura digital, animação 3D e
assim por diante.
O profissional de computação gráfica pode ter conhecimentos
generalistas, o que lhe permite atuar em vários mercados, ou pode ser um
especialista, alcançando nível de expertise em determinada função.
Um exemplo acontece na área de 3D, que apresenta diversas
subdivisões. Em grandes produções, há profissionais divididos nas funções de
modelagem, animação, texturização, iluminação e outras. O nível de
especialização pode ser tão grande que, em determinados projetos, há equipe
para cuidar apenas da criação e animação de pelos dos personagens.
No Brasil, as áreas que mais fazem uso da computação gráfica
estão relacionadas à publicidade. Agências e produtoras que prestam serviços
para agências ainda são os locais que mais requisitam esses profissionais. Além,
é claro da área editorial, que tem uma demanda de trabalho bastante grande.
Nos Estados Unidos, Canadá e até mesmo em países da Europa,
o ramo de entretenimento, cinema e vídeo é muito grande e emprega muitas
pessoas. Estamos falando aqui de profissionais que atuam no desenvolvimento de
games e cinema, áreas nas quais teremos profissionais de arte conceitual,
produção e pós-produção envolvidos e fazendo uso da computação gráfica.
Essa atividade ainda caminha a passos curtos nos Brasil, mas
tem melhorado significativamente à medida que alguns projetos têm aparecido e
se destacado graças às suas qualidades.
Conceitos
O processamento de imagens digitais é parte fundamental do
processo de criação. Existem essencialmente dois tipos de imagem digital: o
bitmap e o vetor.
No bitmap, a imagem é formada por dados (bits) que dão
origem aos pixels (elementos da imagem). Esse tipo de imagem é formado por
pontos quadrados ou retangulares que, em conjunto, formam aquilo, que vemos na
tela. Quanto mais pontos, mais definição e, consequentemente, melhor a
qualidade da imagem.
É possível imaginar a distribuição desses pontos em uma
grade, como a da imagem abaixo:
O preenchimento desses pontos resulta na formação da imagem
mostrada abaixo:
A quantidade de pixels que formam a imagem lhe confere um
aspecto mais ou menos grosseiro.
Para web, o padrão da quantidade de pixels é de 72 ppi (pixels
por polegada). Para material impresso, é comum o uso de resoluções a partir de
300 dpi (pontos por polegada), mas isso pode variar de acordo com o tipo de
impressão, substrato e diversos outros fatores de impressão.
O vetor, de forma resumida, é um cálculo matemático que
determina uma trajetória.
Ao trabalhar com vetores, utilizaremos a escrita de
coordenadas para determinar posicionamento, tamanho e forma de nosso objeto.
Não é preciso escrever literalmente essas coordenadas, pois os softwares de ilustração
vetorial têm por objetivo mostrar uma interface gráfica. Eles mesmos fazem esse
trabalho.
No vetor, o objeto não é criado com preenchimento de
quadrados ou retângulos, como nos bitmaps. Assim, ele apresenta o aspecto
mostrado na figura abaixo:
Repare que a definição do vetor é maior do que a do bitmap,
pois ela não fica limitada à grade de pixels.
Além disso, é possível alterar o tamanho dos objetos vetoriais
sem que estes percam sua definição. Isso acontece porque sempre que os objetos
têm seu posicionamento ou tamanho alterado, o software se encarrega de refazer
os cálculos desse vetor.
Imagens 3D também são imagens vetoriais, enquanto elementos
que ainda estão sendo criados dentro do software 3D e que não foram exportados.
A grande diferença de um software 3D, em relação a um software que trabalha em
apenas duas dimensões, é a compreensão de uma terceira dimensão.
Exemplos de softwares vetoriais: Illustrator, Corel Draw e
3DS Max.
A área de computação gráfica tem relação direta com as
ciências de processamentos de dados e reconhecimento de padrões, pois é a
partir dessa relação que a computação gráfica se desenvolve.
Veja o esquema
apresentado abaixo:
Conhecer o trabalho de grandes artistas e equipes de efeitos
visuais em computação gráfica é sempre importante para o desenvolvimento do
iniciante.
Procure referências de empresas como Pixar, Dreamworks, ILM
e outras que possuam lhe inspirar e mostrar um pouco do que um profissional de
computação gráfica pode alcançar.
Veja a seguir, a sugestão de alguns links:
Primitivas Básicas
Vamos conhecer as formas básicas que consistem em elementos
gráficos mais simples que podem ser criados dentro de uma aplicação. Por meio
delas, podemos construir ambientes visuais com elementos de funções diversas,
como menus, barras, marcadores, entre outros. Dentro de ambientes 3D, as
primitivas básicas podem ser a base para a construção de cenários, personagens
e demais objetos.
Formas geométricas 2D
Podemos citar, dentre as primitivas básicas, as seguintes
opções:
Ponto: é, como se observa na figura abaixo, o elemento mais
simples a ser criado em qualquer interface gráfica. O ponto pode ter sua cor e
tamanho alterados, mas nada muito além disso.
Linha: segmento criado entre dois pontos. Compreendido como
uma sequência de pontos, a linha poderá ter sua espessura, estilo, cor e
comprimento alterados, como se observa na figura abaixo.
Polilinha: elemento composto por diversos segmentos de
linhas abertas, conforme mostra a figura abaixo.
Polígono: elemento fechado, cujos diferentes lados são
constituídos por diversas linhas. Veja alguns exemplos na figura abaixo.
Elipse: elemento circular, que pode ser um círculo perfeito
ou um circulo achatado, conforme observamos abaixo.
Arco: segmento de uma elipse que, por sua vez, estará aberta,
como se vê na figura abaixo.
É possível encontrar essas formas em softwares de computação
gráfica, como as formas geométricas encontradas no Adobe Illustrator e outros
softwares.
Primitivas 3D
Quando trabalhamos com imagens digitais, em certas ocasiões
será necessário simular o efeito plano ou ambiente 3D.
A simulação desse tipo de efeito não deverá, necessariamente,
ser criada em softwares 3D; porém, estes irão facilitar o trabalho, pois
possuem ferramentas específicas para simulação de objetos que trabalham nos
eixos X, Y e Z.
Vejamos os objetos 3D mais comuns:
Cubo: elemento construído com seis faces quadradas, pode ser
considerado o elemento 3D mais básico. Está representado na figura abaixo:
 |
Esfera: elemento com raios circulares repetidos em todos os
ângulos a partir de seu ponto central.
Cilindro: objeto composto por uma série de círculos
sobrepostos ou “empilhados”. Esse elemento também pode servir como base para
diversos outros objetos.
Cone: elemento com base similar ao cilindro, mas que, apresenta
uma das extremidades com o diâmetro igual a zero, formando uma ponta.
Tubo: em linhas gerais, é um cilindro que apresenta uma área
aberta em sua parte central, o que é evidente.
Vale ressaltar que, na maioria dos casos, esse tipo de
elemento se constitui por conta do volume aplicado em sua superfície, o que faz
com que tenhamos uma percepção de três dimensões do objeto.
Porém, é importante
entender que isso é apenas uma simulação de 3D, e não um efeito real de três
dimensões.
Os painéis de softwares de animação 3D contêm essas diversas
formas geométricas, além de outras que não foram citadas aqui. O 3DS Max é um
exemplo disso, pois é formado por um painel de criação de primitivas 3D.
Quando criamos esses objetos, consideramos os três planos do
ambiente para compô-los.
Um objeto que não tem projeção no eixo Z pode também ser
criado em um ambiente 3D.
É importante entender que, além dos objetos, teremos esse
ambiente em três dimensões, pois em ocasiões nas quais criamos elementos
baseados em algumas linguagens de programação, ou a partir da escrita de alguma
biblioteca gráfica, os elementos gráficos serão criados a partir de
coordenadas, assim acontece com o OpenGL.
glBegin(GL_LINES_STRIP)
glVertex2f
(-100,100,100);
glVertex3s (-50,50,0);
glVertex3s
(0,50,50);
glEnd();
Nesse caso, temos uma polilinha criada com as coordenadas
indicadas no código acima (o código não considera o pontilhado da polilinha) em
um ambiente que tem 100x100x100 (largura, altura e profundidade).
Great post
ResponderExcluirhttps://cgifurniture.com/