Este curso presenta los fundamentos teóricos de la Computación Gráfica. Aquí, los estudiantes podrán desarrollar aplicaciones visuales en dos y tres dimensiones para un dispositivo computacional, para lo cual tendrán que utilizar librerías de programación especializadas en gráficos. Además, podrán identificar, usar y evaluar las estructuras de datos, modelos y técnicas necesarias crear estas aplicaciones. El curso se centra en el manejo y visualización de imágenes sin movimiento pero con un nivel de interactividad y realismo básico.
Al finalizar el curso los participantes podrán:
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
---|---|---|---|---|---|
1 | 3 | Definición de la Computación Gráfica, geometría computacional, historia, aplicaciones (GUI, realidad virtual, visualización), hardware (GPU),modelos de color (CMYK, RGB), la tubería gráfica, mapas y profundidad de bits. | Familiaridad | [1, 2, 3, 12, 15, 16, 19] | |
2 | 2 | Cálculos mapas y profundidad de bits. Utilización de herramientas para la generación de modelos visuales. Por ejemplo: Dibujo de primitivas en Blender y Paint.NET | Evaluación | [9, 24] | |
3 | 3 | Formatos de imagen y compresión con y sin pérdida. Fundamentos de las imágenes digitales. Intensidad y filtros. Tecnologías graficas en la red. | Evaluación | [9, 17] | |
4 | 2 | Taller de comparación y evaluación de formatos usando GIMP | Evaluación | [9, 28] | |
5 | 3 | Objetos básicos de la computación gráfica, primitivas, mallas poligonal y sus estructura de datos. | Evaluación | [1, 2, 3, 14] | |
6 | 2 | Taller de estructuras de datos. | Evaluación | [14] | |
7 | 3 | Transformaciones geométricas y cuaterniones. | Evaluación | [1, 2, 3] | |
8 | 2 | Taller de transformaciones geométricas. | Evaluación | [1, 2, 3] | |
9 | 3 | Rasterización de un triangulo. Balance entre almacenamiento de imágenes rasterizadas y cálculo de imágenes vectoriales. Animación de imágenes estáticas. | Familiaridad | [1] | |
10 | 2 | Programación de mundos virtuales en OpenGL, WebGL | Uso | [4, 27] | |
11 | 3 | El modelo de cámara u observador, modos de proyección. Operaciones geométricas básicas (intersecciones y proximidad) | Familiaridad | [1, 2, 3] | |
12 | 2 | Programación un mundo con mallas y una cámara móvil en OpenGL, WebGL | Uso | [4, 27] |
Total de Horas: 30.
Sesión | Horas de trabajo independiente | Temas | Bibliografía |
---|---|---|---|
1-2 | 4 | Elaborar una presentación de 5 a 10 minutos de un artículo publicado no más de 4 años atrás que tenga que ver con la temática del curso. | [20, 21, 22] |
3-4 | 4 | Tutoriales básicos de Blender. Elaborar presentación y bosquejo de idea de proyecto. Búsqueda de artículos relacionados al proyecto. | [20, 21, 22, 24] |
5-6 | 4 | Búsqueda y selección de modelos gráficos para el proyecto final. Elaborar presentación y bosquejo de idea de proyecto. Lectura del capítulo de transformaciones geométricas del libro guía. | [1, 2, 3] |
7-8 | 4 | Elaboración de un modelo en Blender. Lectura del capítulo de transformaciones geométricas del libro guía. | [1, 2, 3, 24] |
9-10 | 4 | Lectura de los primeros 3 capítulos del Redbook de OpenGL. | [4] |
11-12 | 4 | Programación de las mallas del proyecto en OpenGL. | [4] |
Total de Horas: 24
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
---|---|---|---|---|---|
13 | 3 | Sistema visual humano (adaptación a la luz, sensibilidad al ruido, “flickering”). Renderizado no fotorealista. Aspectos a considerar en el renderizado (“Motion blur”, enfoque, color) | Familiaridad | [1, 2, 3] | |
14 | 2 | Renderizado pervasivo de objetos sencillos (OpenGL-ES en Android y iOS, DirectX en “Universal Windows Platform”) | Uso | [6, 11, 23] | |
15 | 3 | Renderizado en la naturaleza, modelos de iluminación (Phong), materiales, fuentes de luz, (emisión y distribución de la luz). | Uso | [1, 2, 3] | |
16 | 2 | Renderizado con shaders: GLSL y WebGL | Uso | [5, 27] | |
17 | 3 | Visibilidad, oclusión, profundidad (Z-Buffer, Trazado de Rayos), Radiosidad. “Aliasing”. | Evaluación | [1, 7] | |
18 | 2 | Practica con PovRay y Blender | Uso | [24, 26] | |
19 | 3 | “Forward rendering” y “Backward rendering” y la ecuación de renderizado. Estructuras de datos para el renderizado. Grafos de escena. Subdivisión espacial. | Evaluación | [1, 2, 3] | |
20 | 2 | Practica de texturas con OpenGL, WebGL y Blender | Uso | [4, 5, 24, 27] | |
21 | 3 | Texturas de mapas de bit, texturas procedimentales, sombras. Mipmapping. Mapas de sombras. Mapas de normales | Evaluación | [1, 2, 3] | |
22 | 2 | Practica de texturas con GLSL, WebGL y Blender | Uso | [4, 5, 24, 27] | |
23 | 3 | Solución de problemas con Computación Gráfica | Evaluación | [1, 2, 3, 12] | |
24 | 2 | Examen parcial | Evaluación | [1, 2, 3] |
Total de Horas: 30.
Sesión | Horas de trabajo independiente | Temas | Bibliografía |
---|---|---|---|
13-14 | 4 | Lectura del capítulo de iluminación del Redbook de OpenGL y de los tutoriales en línea | [4] |
15-16 | 4 | Desarrollo del tutorial de texturas de Blender. Preparación de presentación de avances. | [24] |
17-18 | 4 | Preparación del examen parcial. | [1, 2, 3] |
19-20 | 4 | Preparación del examen parcial. | 1, 2, 3] |
21-22 | 4 | Preparación del examen parcial. | [1, 2, 3] |
23-24 | 4 | Escritura del primer reporte de avances. | [20, 21, 22] |
Total de Horas: 24
Sesión | Horas teóricas | Prácticas acompañadas | Temas | Profundidad | Bibliografía |
---|---|---|---|---|---|
25 | 3 | Triangulación Delaunay, subdivisión de superficies, extracción de superficies, modelado multi resolución, “Tesellation”, nivel de detalle (LOD). | Familiaridad | [1, 13, 14, 18] | |
26 | 2 | Práctica en Blender | Familiaridad | [24] | |
27 | 3 | Geometría constructiva de solidos. Modelos procedimentales y generativos, fractales, L-Systems,”graftals”. | Familiaridad | [3, 8] | |
28 | 2 | Práctica de generación de objetos procedimentales en Blender y Unity 3D. | Familiaridad | [24, 25] | |
29 | 3 | Representación de volúmenes, “voxels”, representaciones basadas en puntos | Evaluación. | [1] | |
30 | 2 | Generación de un mundo virtual en Unity 3D. | Uso | [10] | |
31 | 3 | Representación implícita de curvas y superficies, curvas y superficies paramétricas. | Familiaridad | [1, 3] | |
32 | 2 | Implementación de una curva paramétrica con OpenGL. | Uso | [25] |
Total de Horas: 20.
Sesión | Horas de trabajo independiente | Temas | Bibliografía |
---|---|---|---|
25-26 | 4 | Desarrollo del proyecto final. | [4, 5] |
27-28 | 4 | Desarrollo del proyecto final. Presentación y reporte. | [4, 5, 20, 21, 22] |
29-30 | 4 | Desarrollo del proyecto final. Presentación y reporte. | [4, 5, 20, 21, 22] |
31-32 | 4 | Desarrollo del proyecto final. Presentación y reporte. | [4, 5, 20, 21, 22] |
Total de Horas: 16
(A) La habilidad para aplicar conocimientos de matemáticas, ciencias e ingeniería.
(B) La habilidad para analizar un problema e identificar los requerimientos necesarios para su definición y solución.
(C) La habilidad para diseñar, implementar y evaluar procesos y sistemas computacionales.
(D) La habilidad para funcionar en equipos de trabajo.
(E) El entendimiento de la responsabilidad profesional y ética.
(F) La habilidad para comunicarse efectivamente.
(G) La habilidad para analizar los impactos de la computación y la ingeniería en las personas, organizaciones y la sociedad.
(H) El reconocimiento de la necesidad de, y la habilidad para, continuar con el desarrollo profesional.
(I) La habilidad para usar las técnicas, destrezas y herramientas modernas para la práctica de la computación.
(J) La habilidad para aplicar los fundamentos y principios de las matemáticas y de la computación en el modelamiento y diseño de sistemas computacionales de manera que se demuestre comprensión de las ventajas y desventajas en las decisiones de diseño.
(K) La habilidad para aplicar los principios de diseño y desarrollo de software en la construcción de sistemas de diferente complejidad.
Resultados de Programa | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | |
Relevancia | 2 | 1 | 4 | 3 | 4 | 3 |
Escala: (1) baja relevancia - (5) alta relevancia.
La tabla presenta la metodología (actividades de aprendizaje) e instrumentos de evaluación utilizados para cubrir el contenido del curso.
Resultados del Programa | Indicadores de Desempeño | Objetivos/Contenido del Curso | Actividades de aprendizaje | Instrumentos de medición |
---|---|---|---|---|
(A) Aplicación de Conocimientos | (A1) Identificar los fundamentos científicos y los principios de ingeniería que rigen un proceso o sistema. (Conocimiento) (A2) Resolver problemas relacionados con la disciplina y otras áreas por medio de la utilización de conocimientos, modelos y formalismos de las ciencias de la computación, las matemáticas y la ingeniería. (Aplicación) | Capítulos 1, 2 y 3 | Exposiciones del profesor, Talleres teórico prácticos. Lectura de artículos. Lectura de capítulos de libro. Casos de estudio. Discusión de videos. | Exámen |
(C) Diseño | (C1) Utilizar estándares de codificación en la implementación de componentes de software. (Aplicación). (C2) Identificar componentes, interacciones, relaciones e interfaces entre componentes. (Análisis). | Capítulos 1, 2 y 3 | Exposiciones del profesor. Talleres de programación. Talleres de aplicativos de la computación gráfica. Lectura de capítulos. Seguimiento de tutoriales en línea. | Proyecto y talleres |
(F) Comunicación efectiva | (F1) Producir textos de manera efectiva teniendo en cuenta la estructura, coherencia, flujo, ortografía y correcto uso del lenguaje. (Aplicación). (F2) Comunicarse de manera efectiva de acuerdo al público objetivo haciendo uso correcto del lenguaje, estilo, tiempo y expresión corporal. (Aplicación). (F3) Utilizar recursos gráficos para comunicar y expresar una idea. (Aplicación). (F4) Defender ideas con precisión y claridad. (Evaluación). | Capítulos 1, 2 y 3 | Presentaciones orales de avances. Escritura de reportes. Búsqueda y lectura de artículos. Videos. | Presentaciones y reportes |
(H) Desarrollo profesional. | (H1) Reconocer la importancia del conocimiento tanto en amplitud como en profundidad. (Compresión). | Capítulo 1 | Búsqueda y lectura de artículos y videos. Preparación del artículo en una presentación. Preparación de una discusión. | Tarea y discusión de los artículos. |
(I) Uso de herramientas y técnicas | (I1) Utilizar herramientas de desarrollo de software. (Aplicación). (I2) Utilizar herramientas de diseño, modelamiento y simulación. (Aplicación). (I3) Combinar herramientas de software y hardware para resolver un problema. (Síntesis). (I4) Demostrar flexibilidad para adaptarse a diferentes paradigmas y lenguajes de programación. (Valuación). | Capítulos 1, 2 y 3 | Talleres de programación. Talleres de aplicativos de la computación gráfica. Lectura de capítulos. Seguimiento de tutoriales en línea. | Proyecto y talleres. |
(J) Modelamiento y diseño de sistemas computacionales | (J1) Reconocer la importancia del modelamiento cuando se resuelve un problema. (Compresión). (J2) Relacionar conceptos y principios teóricos para la resolución efectiva de un problema. (Síntesis). | Capítulos 1, 2 y 3 | Exposiciones del profesor, Talleres teórico prácticos. Lectura de artículos. Casos de estudio. | Proyecto |
La tabla muestra que aspectos de las competencias de Comunicación Escrita, Lectura Crítica y Razonamiento Cuantitativo son evaluados a través de los factores ABET correspondientes. Por otra parte, las competencias de Ciudadanía e Inglés se favorecen gracias a la metodología del curso y también, gracias a los factores ABET correspondientes.
Resultados de Programa | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | |
Ciudadanía | U | U | |||||||||
Comunicación escrita | E | ||||||||||
Lectura crítica | E | ||||||||||
Inglés | U | ||||||||||
Razonamiento cuantitativo | E | E | E |
E- Se evalúa. U - Se usa
La Carrera de Ingeniería de Sistemas y Computación plantea los siguientes objetivos educacionales, El estudiante graduado de la carrera será capaz de:
Resultados de Programa | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | |
EO1 | X | X | X | X | |||||||
EO2 | X | X | X | X | |||||||
EO3 | X | X | |||||||||
EO4 | X | X | X | X | |||||||
E05 | X |
A través de los factores ABET declarados en la fórmula del curso, éste contribuye a los objetivos educacionales del programa y de esta manera se relaciona con los planes educativos del programa y de la Universidad. La imagen muestra la relación completa de los factores ABET con los EO. Esta la puse para que se orienten en que casillas deben marcar en la tabla de arriba, luego la borro:.
Instrumento | Porcentaje | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Examen | 12 % | 12 % | ||||||||||
Proyecto | 32 % | 5 % | 10 % | 17 % | ||||||||
Reportes | 12 % | 12 % | ||||||||||
Presentaciones | 12 % | 12 % | ||||||||||
Tarea | 18 % | 18 % | ||||||||||
Talleres | 14 % | 14% |
Está permitido el uso de todo tipo de material analógico o electrónico.
Obligatoria.
Salón de clase con computador y proyector. Laboratorio de Ingeniería de Sistemas y Computación.