Sistemas Gráficos Interativos

Código:

M.EIC005

Sigla:

SGI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Interação e Multimédia

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle2425.up.pt/course/view.php?id=4828
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Informática
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Informática e Computação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EIC	135	Plano de estudos oficial	1	-	6	52	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

ENQUADRAMENTO

Esta unidade curricular pressupõe alguns conhecimentos de Computação Gráfica, nomeadamente na sua vertente 3D. Possui um caráter prático, com desenvolvimento de aplicações interativas baseando-se em tecnologia de larga utilização e, dentro do possível, multiplataforma.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Esta unidade curricular possui os seguintes objetivos:

• Aprofundar conhecimentos em Computação Gráfica como forma de potenciar a sua utilização em aplicações interativas, profissionais, científicas, ou mesmo de entretenimento, baseadas na representação tridimensional, manipulação, visualização e animação de objetos.
• Desenvolver um conjunto de competências práticas, com recurso a tecnologias de utilização comum, visando tópicos avançados.
• Explorar trabalhos práticos de desenvolvimento, preferencialmente multidisciplinares, nomeadamente nas áreas de Computação Gráfica e Interação.

Pretende-se dotar os estudantes de capacidade de exploração adequada ao desenvolvimento de software, nomeadamente na criação de ambientes 3D (representação poligonal, iluminação e interacção).

DISTRIBUIÇÃO PERCENTUAL
Componente científica: 30%
Componente tecnológica: 70%

Resultados de aprendizagem e competências

Uma vez concluída a unidade curricular, os estudantes devem ser capazes de:

• Projectar aplicações e as respectivas estruturas adequadas à utilização em tecnologia de síntese de imagem, 
• Conceber, desenvolver e avaliar aplicações com interface gráfica 3D recorrendo a uma tecnologia adequada de síntese de imagem, 
• Conceber interfaces avançadas,
• Avaliar, com utilizadores, as aplicações desenvolvidas e a sua usabilidade.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

É necessário o conhecimento prévio de matérias relacionadas com Computação Gráfica 3D, nomeadamente: Malhas Poligonais, Curvas e Superfícies Paramétricas, Transformações Geométricas, Iluminação Local, Sombreamento, Texturas.

Nota: no contexto da unidade curricular poderáo ser lecionados, de forma resumida, alguns destes tópicos.

Programa

O programa a lecionar compõe-se dos seguintes tópicos:

1. Síntese de imagem: Modelo de iluminação de Phong, Rendering de superfícies poligonais, Mapeamento de texturas.


2. Modelação 3D: Polígonos, Malhas Poligonais; Quádricas; Superfícies curvas.


3. Programação de shaders.


4. Animação: procedimental e por quadros-chave.


5. Técnicas de aceleração em visualização/rendering, deteção de colisões: várias formas de culling; nível de detalhe; divisão espacial; volumes envolventes.


6. Interface Pessoa-Máquina: Funcionalidade e usabilidade Gestão de eventos e interação com utilizador.


7. Construção de interfaces GUI; interfaces multimodais.


8. Avaliação de interfaces com utilizadores.


9. Sistemas Operativos / Distribuídos: Comunicações, Sincronização.

Bibliografia Obrigatória

Foley, James D. 070; Introduction to computer graphics. ISBN: 0-201-60921-5
Andries van Dam, James D. Foley, John F. Hughes et al.; Computer Graphics: Principles and Practice (3rd Edition), Addison-Wesley Professional, 2013. ISBN: 978-0321399526
João M. Pereira, João Brisson, António Coelho, Alfredo Ferreira, Mário Rui Gomes; Introdução à Computação Gráfica, FCA, 2018. ISBN: 978-972-722-877-5 ((livro escrito em português))

Observações Bibliográficas

Manuais da tecnologia gráfica utilizada podem ser encontrados no site respectivo e disponibilizados pelos docentes.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas:

Aulas práticas:

Desenvolvimento de 3 projectos de software versando os temas referidos no programa da disciplina, em grupos de 2 estudantes.

Software

Java Script, C/C++, WebGL

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Tecnologia de interface > Realidade virtual
Ciências Tecnológicas > Tecnologia > Técnicas gráficas > Computação gráfica

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Participação presencial	20,00
Trabalho laboratorial	80,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	45,00
Frequência das aulas	52,00
Trabalho laboratorial	65,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Não exceder o número limite de faltas e participar activamente na elaboração dos três trabalhos que devem ser submetidos para avaliação.

Os trabalhadores estudantes e equivalentes dispensados das aulas devem contactar os docentes das turmas práticas e, com periodicidade a combinar com os mesmos, desde o início do semestre, apresentar a evolução dos seus trabalhos, assim como devem fazer a apresentação destes, simultaneamente com os alunos ordinários, e realizar as provas práticas de avaliação individual que vierem a ser previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Av. Contínua 20% (avaliação individual, efectuada pelos docentes durante as aulas práticas)
Av. Trabalhos 80% (critérios a definir em cada trabalho)

Cálculo:
CF = 20% AC + 80% AT

AT = 25% T1 + 35% T2 + 40% T3

Legenda:
CF: Classificação Final
AC: Avaliação Contínua/Frequência nas aulas
AT: Classificação obtida em Trabalhos
T1: Classificação global obtida pelo estudante no trabalho 1
T2: Classificação global obtida pelo estudante no trabalho 2
T3: Classificação global obtida pelo estudante no trabalho 3

Nota: as classificações T1, T2 e T3 poderão ser diferentes para cada estudante do mesmo grupo.

Provas e trabalhos especiais

Datas principais: ver página moodle

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Para Trabalhadores estudantes e equivalentes, a avaliação contínua AC na fórmula de Cálculo da Classificação Final poderá ser ignorada, com o consequente aumento da avaliação de trabalhos AT para 100%, devendo os mesmos estudantes respeitar o disposto anteriormente no campo "Obtenção de Frequência".

Os dirigentes associativos estão sujeitos às regras normais de avaliação.


Em exames de época especial será enunciado um trabalho prático (duração a definir) que visite e avalie competências que tenham sido avaliadas nos três trabalhos práticos.

Melhoria de classificação

Realização de trabalhos alternativos na ocorrência seguinte da unidade curricular.

Observações

Todos os trabalhos realizados serão alvo de uma avaliação de grupo em ambiente de aula prática, com a presença obrigatória dos membros do grupo; a avaliação integra uma discussão com o docente.
A avaliação do terceiro trabalho ocorrerá já em período de exames, em datas a anunciar pelos docentes.