1. Explique a diferença entre os sistemas de coordenadas do mundo e do observador.

Passo 1

O enunciado pede para mostrar a diferença entre o sistema de coordenadas do mundo e o sistema de coordenadas do observador (ou câmera). Isso envolve entender o que cada sistema representa, por que precisamos de dois referenciais em computação gráfica e como a transformação entre eles funciona.

Passo 2

O sistema de coordenadas do mundo é o referencial global em que todos os objetos da cena estão posicionados. Nele, cada ponto é dado por um triplo (x,y,z) relativo a uma origem fixa e a três eixos mutuamente perpendiculares. A lógica é simples: todas as geometrias são definidas nesta “moeda única” de posição, escala e orientação.
Já o sistema de coordenadas do observador (ou câmera) é um referencial que se move com a câmera ou com o ponto de vista. A origem coincide com a posição da câmera, o eixo z (por convenção) aponta para onde a câmera “olha”, e os eixos x e y formam o plano da imagem (horizontal e vertical). Nesse sistema, “para” a câmera tudo parece estar fixo em sua frente.

Passo 3

Para renderizar, a cena precisa ser expressa no referencial da câmera. Por isso aplicamos a matriz de visualização (“view matrix”), que é composta pela inversa da translação da câmera e pela inversa da sua rotação. Em outras palavras, movemos e giramos todo o mundo de modo que, no novo sistema, a câmera fique em (0,0,0) e olhe ao longo de um eixo pré-definido.

Passo 4

Exemplo prático: imagine um objeto em (10,2,5) no sistema do mundo e a câmera em (5,0,0), girada 90\circ em torno do eixo y.
– No referencial do mundo, o objeto está “lá longe”.
– Após aplicar a view matrix, o objeto assume coordenadas relativas à câmera, por exemplo (5,2,-5), indicando a sua posição em frente, acima ou à direita da câmera no próprio referencial do observador.

Resposta

O sistema de coordenadas do mundo serve de referência global para posicionar todos os objetos, enquanto o sistema do observador é o referencial “da câmera”, com origem e orientação próprias, onde aplicamos a matriz de visualização para projetar a cena corretamente no plano de imagem.

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