- •Визуальное представление информации.
- •Взаимосвязь компьютерной геометрии и графики.
- •История развития компьютерной графики.
- •Анализ, синтез и обработка изображений.
- •Виртуальные графические устройства (cgi).
- •Устройства графического ввода. Режимы ввода. Графический пользовательский интерфейс (gui).
- •Устройства вывода изображений. Дисплеи. Качество изображения. Классификация устройств вывода
- •3. По технологическим способам вывода (свечение люминофора, вычерчивание пишущим узлом, перенос красителя и т.П.). Растровые дисплеи
- •Дисплеи на запоминающей трубке
- •0.10.2 Дисплеи с плазменный панелью
- •0.10.3 Дисплеи с жидкокристаллическим индикатором
- •Виртуальные поверхности отображения. Кадровый буфер и таблица цветности.
- •Особенности преобразования вектор - растр. Алгоритмы прочерчивания отрезков прямых.
- •Генерация дуг окружности и эллипса. Алгоритмы заполнения площади. Графические контроллеры. Графические процессоры. Видеокарты в персональном компьютере.
- •Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей. Основные понятия и определения.
- •Классификация алгоритмов удаления невидимых линий и поверхностей. Алгоритм плавающего горизонта.
- •Алгоритм использующий z-буфер.
- •Алгоритм построчного сканирования.
- •Алгоритм “художника”.
- •Модели освещения. Flat-закраска.
- •Закраска методами Гуро и Фонга.
- •Геометрическое моделирование и интерактивная машинная графика. История развития моделирования поверхностей.
- •Аналитические способы задания поверхностей.
- •Преимущества параметрического способа задания кривых и поверхностей.
- •Отсечение нелицевых граней.
- •Однородные координаты и их особенности.
- •Поворот вокруг фиксированной точки
- •Параметрическое описание кривых.
- •Кубические кривые в форме Безье.
- •Формат файлов для хранения растровых изображений
- •Аддитивная цветовая модель rgb
- •Цветовая модель cmy
- •Аффинные преобразования на плоскости
- •2. Растяжение-сжатие осей координат.
- •3. Поворот.
- •Проекции. Основные типы
- •Модели описания поверхностей. Аналитическая модель
- •Модели описания поверхностей. Векторная полигональная модель
- •Модели описания поверхностей. Воксельная модель
- •Модели описания поверхностей. Равномерная сетка
- •Модели описания поверхностей. Неравномерная сетка. Изолинии.
- •Визуализация объёмных изображений. Каркасная визуализация
- •Алгебра векторов. Вычисление нормалей
Модели описания поверхностей. Аналитическая модель
Для описания формы поверхности могут использоваться разнообразные методы.
1. Аналитическая модель
2. Векторная полигональная модель.
3. Воксельная модель
4. Равномерная сетка.
5. Неравномерная сетка. Изолинии.
Аналитическая модель. Аналитической моделью будем называть описание поверхности математическими формулами. В КГ можно использовать много разновидностей такого описания. Например, в виде функции двух аргументов z=f(x,y). Можно использовать уравнение F(x,y,z)=0. наиболее часто используется параметрическая форма описания поверхности.
Запишем формулы для трехмерной декартовой системы координат (x,y,z)
X=FX(s,t); Y=FY(s,t); Z=FZ(s,t); где s и t – параметры, которые изменяются в определенном диапазоне, а функции FX,FY,FZ; определяют форму поверхности.
Модели описания поверхностей. Векторная полигональная модель
Для описания формы поверхности могут использоваться разнообразные методы.
1. Аналитическая модель
2. Векторная полигональная модель.
3. Воксельная модель
4. Равномерная сетка.
5. Неравномерная сетка. Изолинии.
Векторная полигональная модель. Для описания пространственных объектов здесь используются такие элементы: вершины, отрезки прямых (векторы), полилинии, полигоны, полигональные поверхности. Главным элементом данной модели является вершина (vertex) все другие являются производными. При использовании трехмерной декартовой системы координат вершины определяются как (xi,yi,zi); Каждый объект однозначно определяется координатами собственных вершин. Векторную полигональную модель можно считать наиболее распространенной в современных системах трехмерной КГ. Ее используют в системах автоматизированного проектирования, в компьютерных играх, в ГИС и т.п.
Модели описания поверхностей. Воксельная модель
Для описания формы поверхности могут использоваться разнообразные методы.
1. Аналитическая модель
2. Векторная полигональная модель.
3. Воксельная модель
4. Равномерная сетка.
5. Неравномерная сетка. Изолинии.
Воксельная модель. Это трехмерный растр. Воксел – это элемент, объема. По аналогии с 2D-растрами, состоящими из пикселов, вокселы заполняют объем в трехмерном растре. Как мы знаем, любой поксел должен иметь свой цвет. Любой воксел также имеет свой цвет, и кроме того, прозрачность. Полная прозрачность воксела означает пустоту соответствующей точки объема. Поскольку вокселы располагаются в узлах равномерной сетки, то, обычно, чем меньше шаг сетки, тем большее количество вокселов помещается в определенном объеме, и тем меньший размер каждого отдельного воксела. Основная характеристика воксельной модели – разрешающая способность – количество вокселов в определенном объеме. Она и определяет точность моделирования трехмерных объектов.
Модели описания поверхностей. Равномерная сетка
Для описания формы поверхности могут использоваться разнообразные методы.
1. Аналитическая модель
2. Векторная полигональная модель.
3. Воксельная модель
4. Равномерная сетка.
5. Неравномерная сетка. Изолинии.
Равномерная сетка. Эта модель описывает координаты отдельных точек поверхности следующим способом. Каждому узлу сетки с индексом (i,j) приписывается значение высоты Zij. Индексам (i,j) соответствуют определенные значения координат (x,y). Расстояние между узлами одинаковое – dx по оси x и dy по си y. Фактически такая модель является двумерным массивом (растром, матрицей), каждый элемент которой хранит значение высоты. Не каждая поверхность может быть представлена этой моделью. Если в каждом узле записывается только одно значение высоты, то это означает, что поверхность описывается однозначной функцией z=f(x,y). Положительные черты равномерной сетки: простота описания поверхностей; возможность быстро узнать высоту любой точки поверхности простой интерполяцией.
Недостатки равномерной сетки: поверхности, которые соответствуют неоднозначной функции высоты в узлах сетки, моделироваться не могут; для описания сложных поверхностей нужно большое количество узлов, которое может быть ограничено объемом памяти компьютера; описание отдельных типов поверхностей может быть более сложным, чем в других моделях.