Компьютерная графика

 

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Курс лекций по электротехнике
Теория электрических сигналов
Начертательная геометрия
Компьютерная графика
Курс лекций по физике
Электростатика
Электромагнетизм
Курс лекций по оптике
Материаловедение
Курс лекций по математике
Линейная алгебра
История искусства
Основные направления в искусстве
Общая энергетика
Экологические проблемы
в теплоэнергетике
Курс лекций по информатике
Практикум по компьютерной
графике

История развития компьютерной графики 1950 год – появляются компьютеры. Они используются для решения научных и производственных задач, результатом которых были числовые данные. К 60-тым годам появление более мощных компьютеров, на которых появляется возможность обработки графических данных в режиме символьной печати. Затем появляются специальные устройства для вывода на бумагу, так называемые графопостроители, или перьевые плоттеры. Для управления работой графопостроителей стали создавать спец. ПО. Следующий важный шаг произошёл с появлением графических дисплеев. Графический дисплей формирует рисунок из множества точек, выстроенных в ровные ряды строки, образующие растр. Мониторы, работающие по принципу построчного сканирования, называются растровыми. Плата компьютера, обеспечивающего формирование видеосигнала и тем самым определяющая изображение видеоадаптером, видеоплатой т.д.

Основные понятия компьютерной графики Графика – в традиционном представлении, результат визуального представления реального или воображаемого объекта, получаемый традиционными методами, рисованием печатанием художественных образов. Компьютерная графика графика, включающая любые данные, предназначенные для отображения на устройстве вывода.

Определение цвета с помощью палитры Пиксельные данные, содержащие более 1 бита на пиксель, могут представляться: как набор индексов палитры цветов определяется в соответствии со схемой определения цветов.

Цвет Рецепторы человеческого глаза воспринимают длину волны от 380-770 нм. Волны различной длины воспринимаются человеческим глазом по-разному. Система визуального восприятия лучше воспринимает близко расположенные цвета, особенно если они разделены видимым объектом. Человеческий глаз плохо цвета маленьких объектов. Обычно мы воспринимаем намного меньше цветов, чем отображает устройство вывода.

Векторные файлы Это те файлы, в которых содержится математическое описание всех элементов изображения //(отдельных элементов) , использованные программы визуализации для конструирования конечного изображения

Преимущества и недостатки векторных файлов

Идентификатор файла Во всех структурах заголовок начинается с уникального ID-значения, идентификатора формата. Он позволяет программе определить формат графического файла, которым она работает. Идентификаторы файлов выбираются разработчиками произвольно и содержат последовательность символов ASCII, например, bmp, gif, или любое числовые значения, уникальные для форматов, исполненных даже на различных платформах. Если значение, прочитанное в начале совпадает имеющимся идентификатором, то программа, читающая заголовок, предполагает, что ей известен данный формат.

Фрагменты Фрагменты подобны полосам, но каждый фрагмент соответствует вертикальной прямоугольной области изображения. могут иметь любую ширину от 1 пикселя до ширины всего организуются таким образом, что пиксельные данные соответствующие одному фрагменту имеют объем, кратный 16 Кб(8), а их высота и ширина кратны пикселям. Если изображения организованы в виде фрагментов, то фрагментируется все изображение, фрагменты одинаковый размер и не перекрываются.

Физическое и логическое сжатие Алгоритмы сжатия используются для повторного кодирования данных в другую более компактную форму, которая передает ту же информацию.

Алгоритм группового кодирования или RLE Алгоритм сжатия, поддерживающийся большинством растровых форматов (tif, wmp и т.д.).Этот алгоритм позволяет сжимать данные любых типов независимо от содержащейся в них информации. Сама информация влияет лишь на полноту сжатия. RLE не достигает большой степени сжатия (3:1), но выполняется легко быстро, является альтернативой сложным методам.

RLE схемы с использованием флага

Кодирование: Кодировщик определяет длину пиксельных групп в строке развертке и выводит двоичное кодовое слово, представляющее цвет группы . Кодированное слова берутся из таблицы значений представляемых группами белых черных пикселей. Двоичное слово по этому алгоритму бывает переменной длины. Размер каждого определяется на основе статистически усредненной частоты черно-белых групп, появляется течение печатных документов. Длины встречающиеся наиболее часто, присваивается наименьшее кодированное , чем длины которые появляются менее часто

Фрактальное кодирование – это математический процесс, который применяется для кодирования растров, содержащих реальные изображения, в совокупность математических данных, которые описывают фрактальные свойства изображения. основано на том, что большинство искусственных и естественных объектов содержат избыточную информацию виде одинаковых повторяющихся рисунков, называемых фракталами.

Сжатие Mpeg Применяется при обработке видео этот метод ассиметричного сжатия. Процесс сжатия сложнее, чем распаковка.

История развития комп графики Первые комп-ры использовались только для решения научных и производственных задач,результатами кот-х явл числ данные.В графиках диаграммах эти данные преобразовывались вручную.К 60-м г.г. появл более мощные комп-ры,на кот появил возможн-ть обработки графических данных в режиме символьной печати,т.е. режим,в всё изображается с пом звёздочек,цифорок т.д. Затем специал устр-ва: граф-построители вывода на бумагу.Для их управления стали создавать спец ПО.След-ий важ шаг произошёл возникновением дисплеев,кот формир уют рисунок из множ-ва точек,выстроенных огромные ряды,образ графическую сетку.

Графические библиотеки в языках программирования. Графический конвейер. OpenGL (Open Graphics Library — открытая графическая библиотека) спецификация, определяющая независимый от >языка программирования кросс-платформенный программный интерфейс для написания приложений, использующих двумерную и трехмерную компьютерную графику. Данный интерфейс включает более 250-ти функций, которые могут использоваться для рисования сложных трехмерных сцен из простых примитивов. OpenGL широко используется при создании видеоигр, САПР, систем виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях.

Алгоритмы вывода прямой линии Пусть заданы координаты (x1,y1) и (x2,y2) концов отрезка прямой линии. Для вывода линии необходимо закрасить в определенный цвет все пикселы вдоль того чтобы каждый пиксел, знать его координаты.

Алгоритм вывода окружности Для вывода контура круга можно использовать соотношение между координатами X и Y для точек окружности X2+Y2=R2 построить алгоритм прямого вычисления координат. Однако в этом случае необходимо вычислять квадратный корень (как элемент бесконечной последовательности приближений).

Удаление невидимых линий и поверхностей Алгоритм Робертса В объектном пространстве первый этап – удаление граней, ребер закрываемых самим телом. Второй проверка видимых на закрытие другими телами. Вычислительная трудоемкость >~n2 (количество объектов в сцепе). Условие алгоритма – все тела выпуклые. p = [a b c d] - плоскость

Метод Z-буфера Основывается на использовании дополнительного массива, буфера в памяти, котором сохраняются координаты точек Z для каждого пиксела растра. Координата соответствует расстоянию пространственных объектов до плоскости проецирования. Например, она может быть экранной координатой системе экранных координат (X, Y, Z), если ось перпендикулярна экрана.

Алгоритм художника Предназначен для изображения произвольных поверхностей и выводит на экран все ячейки целиком по мере их приближения к наблюдателю. Проекции ближних граней могут частично или полностью наложиться ранее построенные проекции дальних подобно тому, как художник наносит холст один мазок поверх нанесенного мазка, тем самым скрывая последний от зрителя.

Метод Фонга аналогичен методу Гуро, но при его использовании для определения цвета в каждой точке интерполируются не интенсивности отраженного света, а векторы нормалей

Отсечение нелицевых граней Пусть у нас есть объект, внутри которого камера заведомо не окажется. Обычно такие объекты составляют большую часть или всю сцену. Тогда для каждой грани мы можем увидеть только одну ее сторону - лицевую. Грань плоскость, она делит все 3D пространство на два полупространства.

Форматы файлов растровой графики. Растровый файл устроен проще (для понимания, по крайней мере). Он представляет из себя прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на маленькие квадратики - пикселы (pixel picture element). Растровые файлы можно разделить два типа: предназначенные для вывода экран и печати.

Аффинные преобразования координат на плоскости

Параллельные проекции

Векторная полигональная модель Для описания пространственных объектов используются следующие элементы: вершины, отрезки прямых (векторы), полилинии, полигоны, полигональные поверхности.

Визуализация трехмерных изображений Проецирование трехмерных объектов на картинную плоскость

Трехмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических объектов (рис. 3). В качестве примера рассмотрим наиболее сложный вариант трехмерного моделирования – создание подвижного изображения реального физического тела.

Растровая графика Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины

Математические основы векторной графики Рассмотрим подробнее способы представления различных объектов в векторной графике.

Представление графических данных Форматы графических данных В компьютерной графике применяют по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них стала стандартом “де-факто” и применяется в подавляющем большинстве программ. Как правило, несовместимые форматы имеют файлы растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные “специфические” форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в “стандартный” формат.

Цветовая модель CIE Lab В 1920 году была разработана цветовая пространственная модель CIE Lab (Communication Internationale de I'Eclairage – международная комиссия по совещанию. L, a, b – обозначения осей координат в этой системе). Система является аппаратно независимой и потому часто применяется для переноса данных между устройствами. В модели CIE Lab любой цвет определяется светлотой (L) и хроматическими компонентами: параметром а, изменяющимся в диапазоне от зеленого до красного, и параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого.

Программы векторной графики В настоящее время создано множество пакетов иллюстративной графики, которые содержат простые в применении, развитые и мощные инструментальные средства векторной графики, предназначенной как для подготовки материалов к печати, так и для создания страниц в интернете.

Фирма Adobe Systems представила, наконец, следующую версию своего пакета Adobe Illustrator 7.0. Новая версия - одна из самых дорогих среди автономных программ векторной графики, рассматриваемых в этом обзоре. По функциональным возможностям Illustrator сегодня настолько уступает пакету CorelDraw, не говоря уже о Macromedia FreeHand 7, что мы не стали бы рекомендовать этот пакет для профессиональных художников-графиков, до тех пор пока Adobe не выпустит его существенно модернизированную версию

Начертательная геометрия, инженерная графика, основы конструирования Компьютерная графика, физика