Введение 2
1 ОТОБРАЖЕНИЕ ПРОСРАНСТВА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ И МАШИННОГО НОСИТЕЛЯ 4
1.1 Расчет пользовательских и машинных координат 4
2 АЛГОРИТМЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЛИНИЙ. 6
2.1 Генерирование отрезка прямой. алгоритм Брезенхема 8
2.2 Формирование дуги окружности. 15
2.3 Кривые Безье. 21
3 ДВУМЕРНОЕ ОТСЕЧЕНИЕ 28
3.1 Отсечение прямоугольным окном. Алгоритм Сазерленда-Коуэна. 28
3.2 Отсечение выпуклым многоугольным окном. Алгоритм Кируса-Бэка 37
3.3 Определение выпуклости многоугольника. 43
3.4 Отсечение невыпуклым многоугольником. 46
4 ЗАЛИВКА ОБЛАСТЕЙ. 48
4.1 Заливка с сортировкой 50
4.2 Заливка по ребрам. 51
4.2.1 Cписок активных ребер. 53
4.3 Заливка с затравкой. 55
5 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КООРДИНАТ 58
5.1 Преобразования координат в двумерной системе. 59
5.2 Преобразования в трех мерной системе координат 67
6 ДВУМЕРНЫЕ ПРОЕКЦИИ 78
6.1 Виды проекций 78
6.2 Перспективные проекции 80
6.2.1 Определение координат точки на плоскости проекции 81
6.2.2 Точки и линии схода 86
6.3 Косоугольные проекции 89
6.4 Аксонометрическая проекция 91
6.5 Построение проекций трехмерных объектов 94
6.6 Затенение отрезка плоскостью при перспективной проекции 100
6.7 Очерки 106
6.8 Удаление затеняемых ребер в аксонометрической проекции 110
7 АЛГОРИТМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ 114
7.1 Построение сечения объекта. 114
Введение
Предметом машинной графики является изучение методов визуaлизации объектов различной природы с использованием средств вычислительной техники и методов обработки графической информацию.
Машинная графика широко используется при решении задач автоматизации проектирования, в машино- и приборостроении при реализации проблем машинного зрения, при формировании и обработке кино- и видеоинформации и во многих других областях.
В машинной графике можно выделить два основных типа задач:
ввод-вывод графической информации;
преобразование графической информации.
Ввод-вывод графической информации осуществляется за счет, с одной стороны, восприятия с носителя графического изображения и формирования информации, представляющей собой первичное описание этого изображения, с другой стороны, фиксации на носителе оптических неоднородностей, соответствующих выходному описанию графических объектов. Задача ввода-вывода графической информации решатся с помощью технических средств, представляющих собой специальные периферийные устройства, которыми оснащается ЭВМ.
Преобразование графической информации предполагает в общем случае обработку входного описания для извлечения из него необходимых сведений, представление этой информации в форме, удобной для ее передачи, хранения и отображения. В качестве составляющих этого преобразования, можно выделить:
анализ графической информации;
синтез графического изображения.
Анализ графической информации предполагает:
приведение ее первичного описания к форме, удобной для последующей обработки;
представление графической информации в виде описания ее компонент в соответствии с заданными критериями;
подавление шумов;
локализацию и реставрацию дефектных участков;
преобразование масштаба и шкалы яркости;
выделение контуров и областей;
распознавание отдельных графических объектов и их комбинаций (сцен);
формирование графических баз данных, позволяющих в компактной и удобной форме передавать графическую информацию и хранить ее в памяти.
К числу задач синтеза относятся:
построение типовых линий;
синтез фигур с использованием многоугольников;
удаление невидимых линий и поверхностей;
заливка областей;
преобразование координат;
проекции графических объектов;
формирование теней;
формирование выходного описания графического изображения.
Задачи преобразования графической информации решаются с помощью графических процессоров, которые могут быть реализованы или программно, или в виде специального процессора.
Последовательность обработки графического изображения иллюстрируется ниже приведенным рисунком (Рис.1).
Рис.1
Средства ввода, формируя входное (первичное) описание, учитывают предметную область. Их разработка или выбор осуществляются с учетом особенностей считываемого графического изображения. При формировании первичного описания учитываются алгоритмы его последующей обработки. Одним из результатов анализа могут быть сведения, характеризующие объект. Иногда эти сведения являются конечным результатом обработки графической информации.
Реализация процедур синтеза, как правило, предполагает знание особенностей обрабатываемого графического изображение и особенности технических средств, используемых для их отображения на носителе.