Лабораторная работа 5. Удаление невидимых линий и поверхностей

Цель работы: Изучение алгоритмов удаления невидимых линий и поверхностей.

Рассматриваемые вопросы:

1. Картинные алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей.

2. Объектные удаления невидимых линий и поверхностей.

Задание к лабораторной работе:

Разработать программы, реализующие картинный и объектный алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей для сцены, состоящей из одного или нескольких трехмерных объектов. Объекты могут перекрывать друг друга полностью или частично, а также «протыкать» друг друга. Реализовать динамическое преобразование объектов (перенос, поворот и т.д.)

Контрольные вопросы:

1. Когда применяются алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей?

2. Как классифицируются алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей?

3. Каким образом можно повысить быстродействие алгоритмов удаления невидимых линий и поверхностей?

4. Какие структуры данных удобно применять при реализации алгоритмов удаления невидимых линий и поверхностей?

Лабораторная работа 6. Построение реалистических изображений с учетом освещенности

Цель работы: Изучение методов построения реалистических изображений трехмерных объектов с учетом освещенности.

Рассматриваемые вопросы:

1. Распространения света и взаимодействие света с объектами.

2. Локальная модель освещения

3. Закраска полигональных поверхностей методами сплошного закрашивания, методом Гуро, методом Фонга.

4. Глобальная модель освещения. Трассировка лучей

Задание к лабораторной работе:

Реализовать программу построения реалистического изображения заданной сцены. Количество источников света – от одного до пяти. Количество объектов – от одного до пяти. Расположение источников света и объектов – произвольное.

Контрольные вопросы:

1. Как происходит распространение света в однородной среде?

2. Какие эффекты происходят при взаимодействии света с границей сред?

3. В каком случае объект является видимым или невидимым? Что такое абсолютно черное тело?

4. Что такое основное, вторичное, фоновое освещение?

5. От чего зависят свойства отраженного света?

6. Что такое диффузное отражение.

7. Что происходит с освещенностью в случае нескольких источников света?

8. Сравните глобальную и локальную модели освещения.

9. Назначение метода трассировки лучей.

10. Прямая/обратная трассировка лучей (определение).

11. Какие ограничения вводятся на изображаемую сцену в методе трассировки лучей?

Лабораторная работа 7. Построение реалистических изображений на основе фракталов

Цель работы: Изучение алгоритмов построения фрактальных изображений

Рассматриваемые вопросы:

1. Основы фрактальной геометрии.

2. Применение фракталов для построения реалистических изображений.

Задание к лабораторной работе:

1. Линейные фракталы

   1. Треугольник Серпинского

   2. Лист папоротника

   3. Фрактальное дерево

   4. Фрактальная гора

2. Нелинейные фракталы

2. Биоморфы

3. Попкорн

4. Множество Мандельброта

5. Множество Жюлиа

Задание к лабораторной работе:

Реализовать программу построения фрактального изображения. Изображение должно быть цветным. Необходимо выполнить операцию перемещения и масштабирования фрактального изображения.

Контрольные вопросы:

1. Что такое фрактал? В чем основа фрактальной геометрии?

2. Виды и конкретные примеры фракталов?

3. Применение фракталов в компьютерной графике?