Опис практичного курсу дисципліни

В широкому колі огляду дисципліни, саме поняття «комп’ютерна графіка» має достатньо великий спектр і охоплює: створення образів та об’єктів різними методами та засобами; захват та обробка зображень і відео з різного роду пристроїв; аналіз якості та інформаційності цифрових зображень; відновлення, редагування, кодування та декодування цифрових зображень і відео; що виконується за допомогою методів і засобів різних програмних продуктів, графічних редакторів, а також середовищ моделювання та візуалізації. Всі види обробки різноманітної графічної інформації дають змогу оцінити важливість та серйозність даної дисципліни в спектрі інженерних наук.

Оскільки комп’ютерна графіка передбачає роботу із великою кількістю даних різного формату, а саме: обробка цифрових і аналогових сигналів для створення та передачі графічних даних, роботу із матрицями та функціями перетворення, роботу із кольорами та колірними просторами, а також з просторовою орієнтацією. Тому в автоматизації виробничих процесів та ідентифікації технологічних об’єктів дана дисципліна займає провідне місце і знаходить своє застосування в системах автоматичного проектування, телевізійних вимірювальних системах, програмних продуктів математичного та імітаційного моделювання, середовищах візуалізації та диспетчеризації технологічних процесів.

Отже, виходячи з вище описаного поняття «комп’ютерної графіки», можна зробити висновок, оскільки інженер з АСУ постійно працює з САПР, в яких для продуктивної та ефективної роботи він повинен розуміти алгоритми графопобудови та знати математичні основи комп’ютерної графіки. Тому завданням 1-ї частини даного курсу являється закріплення теоретичних знань та набуття практичних навичок у вивченні математичних та алгоритмічних основ машинної графіки та утворення образів.

Виконання практичних робіт проводиться із використанням потужного лабораторно-математичного пакету MATLAB, який дозволяє охопити повний спектр функцій та команд машинної графіки. В процесі виконання практичних робіт в даному середовищі студент повинен ознайомитись з:

• основами графопобудови у двомірному та тривимірному просторі, принципами представлення зображень з використанням комп’ютерної техніки;

• основними видами перетворень у двомірному та тривимірному просторах;

• основами побудови кадрування та анімацій.

Після проходження 1-ї частини практичного курсу дисципліни: «Комп’ютерна графіка», студент повинен оволодіти теоретичними знаннями та практичними навичками представлення і перетворення фігур та об’єктів у машинній графіці у двомірному та тривимірному просторах.

Практична робота №1 Перетворення в двомірному просторі

Мета роботи: практичне вивчення математичних основ комп’ютерної графіки та ознайомлення з можливостями графопобудови у двомірному просторі в MATLAB.

Опис програмного продукту

MATLAB – це інтерактивна система, основним об'єктом якої є масив, для якого не потрібно вказувати розмірність у явному вигляді. Це дозволяє вирішувати багато обчислювальних задачі, пов'язаних з векторно-матричними формулюваннями, істотно скорочуючи час, який знадобився б для програмування на скалярних мовах типу C або FORTRAN.

Одне з призначень математики, яка являється основою для програмного даного продукту – служити мовою спілкування між вченими та інженерами. Матриці, диференціальні рівняння, масиви даних, графіки – це загальні об'єкти і конструкції, використовувані як у прикладній математиці, так і в системі MATLAB. Саме ця фундаментальна основа забезпечує системі MATLAB неперевершену потужність і доступність.

Система MATLAB – це одночасно і операційна середа і мова програмування. Одна з найбільш сильних сторін системи полягає в тому, що на мові MATLAB можуть бути написані програми для багаторазового використання. Користувач може сам написати спеціалізовані функції і програми, які оформляються у вигляді М-файлів. У міру збільшення кількості створених програм виникають проблеми їх класифікації і тоді можна спробувати зібрати споріднені функції в спеціальні папки. Це призводить до концепції пакетів прикладних програм (ППП), які представляють собою колекції М-файлів для вирішення певної задачі або проблеми.

Насправді ППП – це щось більше, ніж просто набір корисних функцій. Часто це результат роботи багатьох дослідників по всьому світу, які об'єднуються в залежності від області застосування – теорія управління, обробка сигналів, комп’ютерна графіка, ідентифікація і т. п. Саме тому пакети прикладних програм – MATLAB Application Toolboxes, що входять до складу сімейства продуктів MATLAB, дозволяють перебувати на рівні найсучасніших світових досягнень.