- •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
- •Условие Делоне
- •Алгоритм триангуляции Делоне
- •4 Трехмерная вычислительная геометрия план раздела
- •Отсечение многоугольника по окну
- •Задача триангуляции
- •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»?
- •Смешение цветов в слоях
- •И просто несколько красивых картинок…
- •13 Растровые изображения План раздела
- •Растровый документ: Представление слоями
- •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
Проектор экранный микрозеркальный (устройство)
Применяется для демонстрации содержимого компьютерного экрана большой аудитории. Управление показом пикселов происходит в дискретном микрозеркальном устройстве.
Дискретное микрозеркальное устройство
ДМУ содержит растр электронно управляемых микрозеркал, способных поворачиваться между двумя фиксированными положениями за весьма малое время. В одном положении зеркало отражает свет на соответствующий пиксел экрана (пиксел светится), в противоположном – на внутренность проектора, где он поглощается (пиксел не светится).
Формирование цвета методом широтной модуляции
Используется феномен инерционности сетчатки человеческого глаза. Композитный цвет пиксела формируется поочередным показом его красной составляющей, затем зеленой и затем синей. Длительности демонстрации компонент цвета можно менять, в итоге воспринимаемый цвет пиксела будет разным.
B. Устройства получения твердых копий струйные принтеры
Изображение формируют микрокляксы чернил, которые сопла печатающей головки принтера «выстреливают» на бумагу. Способов выброса кляксы существует два, что соответствует принтерам пьезоэлектрического и термоэлектрического типов.
Ячейка ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
В пьезоэлектрических ячейках к пьезоэлементу прикладывается импульс напряжения. Благодаря электрострикционности пьезокристалла его длина незначительно увеличивается, действуя на чернила в камере как поршень. Капля выстреливается из сопла и попадает на бумагу.
Ячейка ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
В термоячейках подаваемый в нее импульс тока резко нагревает чернила возле нагревательного микроэлемента. Чернила вскипают, давление в камере резко возрастает, из сопла выстреливается капля. Благодаря сверхмалым массам нагреватель и чернила в камере остывают практически моментально. Циклы нагрева-остывания одной ячейки могут повторяться сотни раз в секунду.
Ниже будет рассмотрена работа лазерного принтера. Но она основана на технологии электрографического получения изображения. Поэтому предварительно рассмотрим ее.
Технология электрографического копирования
Это процесс из семи стадий. Стадия первая: нанесение отрицательного заряда на пластину с высоким поверхностным сопротивлением (раньше применялся селен, сейчас – специальноые пластики).
Стазия вторая: экспонирование. Фотоны света, отраженные от белых точек изображения, выбивают электроны с соответствующих точек пластины. Заряд сохраняется только в «черных» точках.
Стадия третья: нанесение тонера. Пылеобразный тонер наносится на пластину и лишний сдувается. На заряженных участках пластины частицы тонера удерживаются силами электростатического притяжения.
Стадия четвертая: пернос тонера на бумагу.
Стадия пятая: закрепление изображения на бумаге подплавлением частиц тонера с помощью небольшого нагрева. Краска тонера прилипает к бумаге.
Стадия шестая: полная разрядка пластины сильным светом. Электрический рельеф изображения полностью удаляется.
Стадия седьмая, последняя: удаление остатков тонера. После этого пластина полностью готова к следующему циклу.
Устройство черно-белого лазерного принтера
Рассмотренные выше стадии процесса электрографии в лазерном принтере реализуется непрерывно. Для каждой точки «селенового» барабана все семь стадий проходят за один оборот.
Изображение экспонируется на барабан узкими полосками, соответствующими ширине лазерного луча. Луч перемещается вдоль образующей барабана устройством развертки, в основе которого – вращающееся граненое зеркало. Луч лазера модулируется сигналами от компьютера.
