- •Компьютерная графика
- •0915 “Компьютерная инженерия”
- •Чернигов чгту 2008
- •Задание бкс по безье
- •Сплайны
- •3 Алгоритмы вычислительной геометрии. Геометрия на плоскости План раздела
- •Отсечение отрезков по окну
- •Отсечение многоугольника по окну
- •Задача триангуляции
- •Условие Делоне
- •Алгоритм триангуляции Делоне
- •4 Трехмерная вычислительная геометрия план раздела
- •Описание плоскости через точку и нормаль
- •Описание плоскости через три инцидентные ей точки
- •Описание плоскости через вершины полигона
- •Точка встречи плоскости и прямой
- •5 Описание перемещений и деформаций объектов план раздела
- •Перенос, масштабирование и поворот двумерной точки Обычный линейный перенос…
- •Масштабирование координат
- •Поворот (вокруг начала координат)
- •Неоднородность описаний
- •Как перемещение описать умножением?
- •Однородные координаты
- •Формальный подход
- •Но, к счастью…
- •Пример: отображение окна в окно Постановка задачи
- •Решение
- •Октарные и бинарные деревья
- •Дополнительные условия
- •Проверка правильности задания граничного представления
- •Итоги раздела
- •7 Понятие о видеоконвейере
- •Исходное состояние
- •Результат шага 1
- •Что видит и чего не видит наблюдатель?
- •Результат шага 2
- •Результат шага 3
- •Результат:
- •8 Видовое преобразование
- •План раздела
- •Исходное состояние
- •Вычисление базиса ск камеры
- •Стратегия видового преобразования
- •Принцип относительности движений
- •9 Особенности отсечения по видимому объему
- •План раздела
- •Суть действия «отсечения»
- •Различные формы видимых объемов
- •Выпуклые оболочки граней
- •Метод Коэна-Сазерленда в применении к трехмерному случаю
- •Результат быстрой селекции граней
- •Объекты, которые отсекаются в трехмерном случае
- •Общая схема действий по отсечению
- •Как задается видимый объем
- •Дополнительные проблемы отсечения при центральном проецировании
- •Повышение эффективности проверок при центральном проецировании
- •10 Удаление невидимых граней, ребер и вершин
- •План раздела
- •Общая классификация методов удаления невидимого
- •Алгоритмическая основа удаления невидимых примитивов
- •Неустранимое противоречие
- •Классификация методов удаления невидимых примитивов
- •Замечание о трудоемкости методов
- •Алгоритм робертса
- •«Матрица тела»
- •Учет видового преобразования
- •Алгоритм z-буфера
- •Алгоритм заполнения z-буфера
- •Пример работы с z-буфером
- •Достоинства алгоритма z-буфера
- •Простота и универсальность.
- •Он нечувствителен к сложности сцены.
- •Недостаток алгоритма z-буфера
- •Повышенный расход оперативной памяти.
- •11Построение проекций план раздела
- •Общая классификация проекций Понятие «проекция»
- •12Рендеринг по освещенности план раздела
- •Модели локального освещения объектов
- •Ограничения локальной модели освещения объектов сцены
- •Рассеянное освещение
- •Диффузное отражение света
- •Зеркальное отражение света
- •«Краевой эффект» Маха(Mach Bound Effect)
- •Модель затенения Гуро (h.Gouraud)
- •Модель затенения Фонга (Phong)
- •Модификации модели затенения Фонга
- •Иллюстрация методов шейдинга для сравнения
- •Алгоритмы получения высокореалистических изображений общие замечания
- •Классическая прямая трассировка лучей
- •Обратная трассировка лучей
- •Вторичные лучи обратной трассировки
- •Дерево вторичных лучей обратной трассировки
- •Достоинства и недостатки метода обратной трассировки световых лучей
- •Распределенная (стохастическая) трассировка лучей (рстл)
- •О сэмплинге
- •Так почему трассировка здесь называется «распределенная»?
- •И просто несколько красивых картинок…
- •13 Растровые изображения План раздела
- •Растровый документ: Представление слоями
- •Смешение цветов в слоях
- •Алгоритм брезенхема – предпосылки-1
- •Предпосылки-2
- •Проблемы яркости отрезка
- •Компенсация алиасинга яркостью
- •Растеризация окружности – подходы
- •Заливка областей постоянным цветом
- •Классификация областей
- •Классификация областей Итог и примеры
- •Простейший рекурсивный алгоритм заливки
- •Примерный вид текстурированной грани
- •Неочевидные применения текстур
- •Быстрый приближенный «шейдинг по способу Фонга»
- •Быстрое приближенное построение отражений
- •А. Теория цвета и цветоизмерение свет и цвет
- •Феномен составных цветов
- •«Уравновешивание» цветов
- •Странности сине-зеленого цвета
- •«Отрицательный» красный цвет
- •Диаграммы уравновешивания цветов
- •Измерение цвета
- •Цветовой охват
- •Б. Воспроизведение цветов
- •Технология светоизлучения (суммирующая)
- •Реализация модели rgb
- •«Цветовой куб» модели rgb
- •Изохромы
- •Технология цветопоглощения (вычитающая)
- •Субтрактивная цветовая модель cmyk
- •Как задается цвет в модели cmyk
- •Проблемы преобразования цвета
- •«Техническая» цветовая модель l*a*b
- •Использование модели l*a*b
- •«Художественная» цветовая модель hsl
- •Проблемы правильной передачи цвета
- •16Сжатие графических файлов план раздела
- •Перечисление методов точного сжатия
- •Кодирование однородных серий
- •44 44 44 11 11 11 11 11 01 33 Ff 22 22 - исходная последовательность байтов
- •Алгоритм лемпела–зива-велча ( Lempel- Ziev-Welch, lzw )
- •Битовые коды переменной длины (метод хаффмана)
- •Методы энтропийнного сжатия
- •Индексирование цвета
- •7. Седьмое преобразование:
- •Проектор экранный микрозеркальный (устройство)
- •Дискретное микрозеркальное устройство
- •B. Устройства получения твердых копий струйные принтеры
- •Технология электрографического копирования
- •Устройство черно-белого лазерного принтера
- •Устройство цветного лазерного принтера
- •Итоги раздела
- •Джойстик
- •Дискретный
- •Плавный
- •Содержание
Субтрактивная цветовая модель cmyk
Диаграмма, которая показывает наглядно цветополучение по приведенным выше уравнениям:
Эта цветовая модель имеет мест везде, где свет проходит через цветное прозрачное или отражается от цветного окрашенного: ПОЛИГРАФИЯ, ЖИВОПИСЬ, ДИЗАЙН, АРХИТЕКТУРА.
Полиграфия, производство цветного текстиля.
Как задается цвет в модели cmyk
Он задается в процентах. Каждая цветовая компонента может иметь долю 0%-100%
Проблемы преобразования цвета
Предположим, мы рассматриваем картинку на экране монитора компьютера. Она реализуется в модели RGB. Потом мы выводим эту картинку на печать на цветном принтере. Но на бумаге реализуется уже другая цветовая модель – CMYK. Программа вывода должна пересчитать цвет каждой RGB-точки в цветовую модель CMYK. Однако подобное преобразование произвести точно можно только в области, где цветовые охваты RGB и CMY перекрываются. За пределами этой области преобразование возможно только приблизительно.
Если многократно преобразовывать цвета одной и той же картинки из модели RGB в модель CMYK и обратно, то будет происходить накопление цветовых искажений, что ухудшает качество. Можно было бы хранить несколько цветовых описаний, но это - лишний расход оперативной памяти. Выход был найден в применении специальной цветовой модели, названной «технической».
«Техническая» цветовая модель l*a*b
В этой модели цвет описывается так, что яркость отделена от собственно цветовых компонент. Тому есть серьёзная причина – яркость несет для человеческого зрения 80% всей информации об изображении.
Такая модель названа Lab: L (от Luminance) – яркостный канал; а – цветовая координата G-R; b – цветовая координата B-Y. Другое название этой модели – Y Cr Cb.
Цветовой охват этой модели на цветовом крыле имеет вид параллелограма со сторонами, параллельными линиям G-R и B-Y. Видно, что он практически полностью накрывает охваты RGB CMY.
Использование модели l*a*b
Она используется во всех графических процессорах для внутреннего хранения информации о цветах пикселов. Когда картинка выводится на монитор – она без потерь пересчитывается в RGB. При выводе картинки на принтер происходит пересчет без потерь из Lab в CMYK.
Второе использование – для энтропийного сжатия растровых изображений. Если цветовые каналы a и b несут всего 20% информации о картинке, но занимают 2/3 объема файла (каналов три), то понятно, какой информацией стоит жертвовать в первую очередь для эффективного сжатия с потерями.
Задание Lab-цвета происходит числами (0..255) для каждой цветовой компоненты:
«ХУДОЖЕСТВЕННЫЕ» ЦВЕТОВЫЕ МОДЕЛИ
Художники традиционно смешивают краски на палитрах, и нередко изображают их на автопортретах:
ЦВЕТОВАЯ ПАЛИТРА
Для удобства людей этой профессии были придуманы т.н. «художественные» цветовые модели.
Формализация идеи палитры
Палитра как круг, на котором размещаются цвета, формализуется по следующей схеме:
Круг спектральных цветовых тонов Н (от англ. hue «хью») показан справа. Каждый цвет имеет угловую координату на нем, измеряемую против часовой стрелки от 0 градусов (цвет R).
«ХУДОЖЕСТВЕННАЯ» ЦВЕТОВАЯ МОДЕЛЬ HSB
Получила название от терминов:
(Тон H, насыщенность S, яркость B)
(от англ. Hue, Saturation, Brightness).
Смеси чистых тонов с белым цветом (разбелы) располагаются на радиусах круга. Насыщенность S – это процент чистого тона в его смеси с белым.
Третий цветовой параметр – это яркость B. Она понимается как процентная доля суммы (чистый тон + белый цвет) в их смеси с черным цветом.
Трехмерная модель цветового пространства HSB показана ниже.