1. Datos de la asignatura

• Denominación: DISEÑO Y FABRICACIÓN ASISTIDOS POR ORDENADOR.
• Carácter: Optativa.
• Periodicidad: Cuatrimestral.
• Número de créditos: 9 (3T+6P)
• Horas semanales: 6

2. Objetivos

3. Contenidos

3.1 Tópicos

Elementos matemáticos para gráficos, técnicas de visualización, 'rendering', realismo, ocultación, iluminación. Conceptos de fabricación asistida.

3.2 Programa

Se indica junto a cada tema si sus conceptos van enfocados principalmente desde un punto tan sólo teórico o si por el contrario se estudian los aspectos prácticos. Asimismo se indica si un tema se considera introductorio, fundamental o de ampliación, para orientar al alumnos sobre cuales son los temas fundamentales a la hora de trabajar para superar la asignatura.

MÓDULO A: INTRODUCCIÓN

A.I. HARDWARE Y PERIFÉRICOS PARA CAD

• 1.- Introducción al Dise¤o CAD/CAM/CAE.
• 2.- Periféricos de entrada.
• 3.- Periféricos de salida.
• 3.1.- Trazadores gráficos. Digitalizadores.
• 3.2.- Terminales gráficos en color.
Carácter: Teórico. Introductorio.

Bibl:[Auks-92][Cas-00a][Cas-00b][Hawk-89]
 
 

A.II. GRÁFICOS POR ORDENADOR

•  1.- Breve Historia.
•  2.- Aplicaciones.


Carácter: Teórico. Introductorio.

Bibl:[Cas-00b]
 

MÓDULO B: GRÁFICOS EN 2D Y 3D

B.I. ELEMENTOS MATEMÁTICOS PARA EL DISEÑO GRÁFICO

 
•  1.-Elementos Matemáticos para Computadores Gráficos. Puntos y Líneas.
•  2.-Transformaciones en 2D y 3D. Proyecciones.
•  3.-Cámara virtual.


Bibl:[Anan-93] [Cas-00a][Cas-00b] [Hear-94][Roge-89]
 

B.II. INTRODUCCIÓN A X

•    1.- Introducción a X.
•    2.- Programación en Motif.
•    3.- Primeros ejemplos


Bibl: [Cas-00a][Pavl-96][Reis-93]

  B.III. ELEMENTOS MATEMÁTICOS PARA EL DISEÑO GRÁFICO (y II)

•  1.-Curvas espaciales.
•   1.1.- Spline cúbico.
•   1.2.- Combinaciones parabólicas.
•   1.3.- Bezier.
•   1.4.- B-spline. NURBS.
•   1.5.- ?-spline y ?2-spline.
•  2.-Descripción y Generación de Superficies.
•   2.1.- Superficies curvadas.
•   2.2.- Sup. Bilineales. Barrido. Revolución. Lofted. Coons.
•   2.3.- Sup. Bezier, B-spline, NURBS, ?-spline.


Bibl:[Anan-93][Bars-88][Fari-90][Hear-94][Pavl-96][Pieg-95][Reis-93][Roge-89]

B.IV. REPRESENTACIÓN DE OBJETOS

• 1.-Modelado Geométrico.
• 2.-Modelo de Alambres.
• 3.-Modelos de Sólidos (Primitivas Tipo, Barrido, Fronteras. Partición espacial. BSP. CSG.
Carácter: Teórico y práctico. Fundamentos de representación.

Bibl:[Anan-93] [Cas-00a][Cas-00b][Fole-90][Hill-90][Mänt-88][Watt-93]
 

MODULO C: VISUALIZACIÓN Y REPRODUCCIÓN (RENDERING)

C.I. ALGORITMOS DE SUPERFICIES VISIBLES

• 1.-Espacio objeto y espacio imagen.
• 2.-Tests esenciales.
• 3.- Z-buffer.
• 4.-Líneas de barrido.
• 5.-Listas de prioridad.
• 6.-Horizonte flotante.
• 7.- Roberts.
• 8.- Warnock.
• 9.- Weiler-Atherton.
• 10.- Trazado de Rayos para ocultaciÆn (ray tracing).


Carácter:Teórico y práctico. Fundamentos sobre ocultación.

Bibl:[Anan-93] [Cas-00a][Cas-00b] [Fole-90][Hear-94][Hill-90][Roge-85]

C.II. REALISMO VISUAL

• 1.- Modelos de iluminación.
• 2.- Sombreado de superficies (normal o de Lambert, Gouraud, Phong).
• 3.- Transparencia.
• 4.- Sombras.
• 5.- El color.


Carácter: Teórico y práctico. Fundamentos sobre realismo.

Bibl: [Cas-00a][Cas-00b][Fole-90][Hear-94][Hill-90][Roge-85][Thal-87][Watt-93]

C.III. TÉCNICAS AVANZADAS

• 1.- Trazado de rayos (ray tracing)
• 2.- Radiosidad (radiosity)
• 3.- Texturas.
• 4.- Fractales.
• 5.- Animación.
• 6.- Introducción al PHIGS.
• 7.- Tendencias futuras.


Carácter: Teórico y práctico. Ampliaciones.

Bibl:[Cas-00a][Cas-00b][Fole-90][Fried-89][Glass-93][Hear-94][Hill-90][Meal-92][Roge-85][Thal-87][Watt-92][Watt-93]
 
 

MÓDULO D: INTRODUCCIÓN A LA FABRICACIÓN ASISTIDA

D.I. MÉTODOS DE CÁLCULO Y SIMULACIÓN EN CAD

• 1.-Sistemas Discretos.
• 2.-Sistemas Continuos. Diferencias Finitas. Método de los Eltos. Finitos(MEF).
Carácter: Teórico. Introductorio.

Bibl:[Zien-83]

D.II. FABRICACIÓN ASISTIDA POR ORDENADOR.

• 1.- Fabricación Flexible.
• 2.- Control Numérico.
• 3.- Integración CAD/CAM.
• 4.- Ingeniería y Planificación Asistidos por Ordenador.(CAE)
Carácter: Teórico. Introductorio.

Bibl:[Hawk-89]

3.3 Exámenes

La asignatura se considera eminentemente práctica, por todo ello como se indica más adelante será la parte práctica la que reciba mayor valoración a la hora de la evaluación. Para evaluar la parte teórica se propone la alternativa clásica del examen, para lo cual existirán un examen parcial, junto a un final.

3.4 Trabajos de curso

Se exige la consecución de tres prácticas por medio de grupos de dos personas como máximo, a realizar en el laboratorio de CAD/CAM sito en la planta tercera del módulo 2. Las prácticas disponen de unos requisitos mínimos que aseguran cuando una práctica ha sido superada. Los temas de las prácticas:
 
1-Transformaciones básicas, alteración del punto de vista, y estudio o implementación de uno de los algoritmos teóricos vistos en clase, para la generación de curvas y superficies tridimensionales. El objetivo es refinar la biblioteca de funciones existente, con vistas a su utilización posteriormente por todos los grupos en las siguiente prácticas. Se exige como requisitos mínimos la posibilidad de introducir interactivamente un objeto tridimensional, presentarlo proyectado en dos dimensiones y transformarlo. Todo ello tomando como partida una rutina de la biblioteca de rutinas que pudiera ser modificada. Entrega: Durante la sexta semana de docencia de la asignatura.

2-Ocultación y/o sombreado sobre los objetos generados con más de un procedimiento contenido en la biblioteca de algoritmos, desarrollada en el punto 1. Se exige si se implementa solo ocultación que existan al menos dos objetos que se intersectan. Entrega: Durante la d‚cimo segunda semana de docencia de la asignatura.

3-Tema libre. Defensa del tema escogido. Entrega: Dos semanas despu‚s de finalizar la docencia de la asignatura.
 

El acto de entrega consistirá en una demo de la aplicación construida hasta ese momento. El producto final, obtenido como resultado de las tres prácticas, será una aplicación £nica. Para ella se exige una memoria sobre el trabajo realizado una vez finalizado en su totalidad y una demostración o defensa de la misma por parte de todos los miembros del grupo. Las fechas de entrega son orientativas, si bien son muy aconsejables para evitar sobrecargas de final de cuatrimestre, por tal hecho, si se decide superar la parte teórica por medio de examen, para acudir al parcial se necesitarán haber cubierto dos entregas en el tiempo previsto. ** Para un grupo, o como máximo dos, está disponible que en las prácticas 2 y 3 utilicen librerías estándar PHIGS, aprovechando con ello la estación de trabajo que dispone de acelerador gráfico.

4. Evaluación

5. Orientación

5.1. Libros (bibliografía básica)

5.1.1. Básica

• [Auks-92]El espejismo de Silicio.  S. Aukstakalnis y  D. Blatner. Página Uno S.L. 1992
• [Cas-00a] Apuntes de Diseño y Fabricación Asistidos por Ordenador, Modesto Castrillón Santana, 2000.
• [Cas-00b] Clases (formato ppt) de Diseño y Fabricación Asistidos por Ordenador, Modesto Castrillón Santana, 2000.
• [Fole-90]Computer Graphics.  Foley, van Dam, Feiner, Hughes. Addison-Wesley. 1990.
• [Hawk-89]CadCam.  Barry Hawkes. Ed. Paraninfo. 1989.
• [Hill-90]Computer Graphics.  F.S.Hill Jr. Macmillan. 1990
• [Mänt-88]An introduction to solid modeling. M. Mäntyla. Computer Science Press. 1988.
• [Roge-85]Procedural Elements for Computer Graphics. D.F.  Rogers. McGraw-Hill. 1985.
• [Roge-89]Mathematical Elements for Computer Graphics. D.F. Rogers y J. Adams. McGraw-Hill. 2? Ed. 1989
• [Thal-87]Image Synthesis. Thalmann. Springer-Verlag. 1987.
• [Watt-93]3D Computer graphics. Alan Watt. Addison-Wesley. 2? Ed. 1993
 
 

5.1.2. Complementaria

• [Anan-93]Computer Graphics for Geometric Modeling for Engineers. Vera B. Anand. John Wiley & Sons.  1993.
• [Bars-88]Computer Graphics and Geometric Modeling Using Beta-Splines. B.A.Barsky. Springer-Verlag.  1988.
• [Fari-90]Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design. Gerald Farin. Academic Press. 2nd edition. 1990.
• [Frie-89]The second computer revolution Visualization. Richard Mark Friedhoff y William Benzon. W.H.Freeman and Co.. 1989.
• [Glas-93]An Introduction to Ray Tracing. Ed. Andrew Glassner. Academic Press. 1993.
• [Hall-88] Illumination and Color in Computer Generated Imagery. Roy Hall. Springer Verlag. 1988.
• [Hear-94]Gráficas por Computadora. Donald Hearn. Prentice Hall. 1994.
• [Meal-92]The Art and Science of Computer Animation. Mealing. Intelect.  1992.
• [Pavl-96]Interactive Computer Graphics in X. T. Pavlidis. PWS Publishing Company. 1995.
• [Pieg-95]The NURBS Book. Les Piegl Wayne Tiller. Springer-Verlag.  1995.
• [Reis-93]Aplique X Window. L.Reiss & J.Radin. McGraw Hill. 1993.
• [Watt-92]Advanced Animation and Rendering Techniques. Alan Watt y Mark Watt. Addison-Wesley.  1992.
• [Zien-83]El método de los elementos finitos. O.C. Zienkiewicz. Editorial Reverté.

 

5.2 Herramientas

Se trabaja sobre estaciones de trabajo HP 9000 Serie 700, en lenguaje C y principalmente utilizando las librerías Xlib y Motif para la creación de la interfaz de usuario.

6. Equipo Docente