Загрузка...

Адресация растра. Изображение отрезков и литер.


Растровая развертка сплошных областей. Заполнение и растровая развертка многоугольников. Алгоритм с упорядоченным списком ребер. Варианты. Алгоритмы заполнения с затравкой. Будем считать, что пиксел в растре или буфере кадра имеет координаты (x, y). Но цифровая память организована в виде линейного списка адресатов. Отсюда следует, что необходимо преобразовать координатные представления в линейные. Исходя из предположения, что начальный Читать далее

Изображение отрезков


Попробуем использовать адресацию буфера кадра, в качестве дисплея на ЗЭЛТ. Предварительно буфер кадра очищается, либо устанавливается в фоновую интенсивность (или цвет). Вместо записи векторов прямо на экран дисплея для разложения в растр отрезка применим или алгоритм Брезенхема, или любой другой. Соответствующие пикселы будут записаны в буфер кадра. Когда процесс закончится (изображение помещено в буфер кадра), Читать далее

Заполнение многоугольников


Многие замкнутые контуры — многоугольники. Если контур в виде кривой линии, то его аппроксимируют подходящим многоугольником (многоугольниками). Простейший метод заполнения многоугольника состоит в проверке на принадлежность его внутренней области каждого пикселя растра. Однако, поскольку большинство пикселов находится вне растра — то на процедуру уходит много времени. Ускорить процесс можно путем вычисления для многоугольника оболочки — Читать далее

Алгоритм с упорядоченным списком ребер.


Рассмотренный способ позволяет создать алгоритм, основанный на определении границ зон заполнения, которыми являются точки перечения ребер со сканирующими строками (Алгоритм с упорядоченным списком ребер). Схема следующая:

Алгоритмы заполнения с затравкой


Особенность методов, использующих затравочное заполнение состоит в том, что нам известен (или мы задаем) хотя бы один пиксел внутри области заполнения. Область может быть либо внутренне (Рис.1) либо гранично-определенной (Рис.2). Для гранично-определенных областей ни один пиксел внутри не может иметь выделенное значение.

Понятие ступенчатости. Основы устранения ступенчатости.


Ступенчатость (лестничный эффект) — искажение графического изображения, получаемое на графическом растровом дисплее при увеличении. Основная причина — использование дискретного устройства (изображение строится из отдельных пикселов) для создания непрерывных объектов (линии, ребра, поверхности).

Использование свертки.


Физический смысл состоит в следующем. Для сигнала изображения и ядра (функции свертки) определяется свертка сигнала, а результат испоьзуется для определения результирующих атрибутов пиксела. Математически это можно представить так: где — ядро или функция свертки; — свертываемая функция; — свертка и.

Геометрические сплайны. Их применение и свойства.


· Сплайн (spline) — геометрический элемент, представляющий собой непрерывную плавную кривую линию, проходящей через заданные точки по определенному аналитическому закону (уравнению или системе уравнений). Различают сплайны одномерные (т.е. сплайновые кривые) и двумерные (сплайновые поверхности). При построении первых используются кубические многочлены в уравнении, при построении поверхностей — бикубические многочлены.

Построение кривой методом сглаживания (кривой Безье).


Пусть на плоскости или в пространстве задан упорядоченный набор точек, определяемых векторами V0,V1, … , Vm (Рис.1). Ломаная V0,V1, …,Vm называется контрольной ломаной, порожденной массивом V={V0,V1, … ,Vm} (Рис.2). Кривая, определяемая массивом V, точки которого связаны векторным уравнением: , где и называется кривой Безье. Параметры определяют коэффициенты в разложении бинома Ньютона (число сочетаний из m Читать далее

B — сплайны


Другой класс кривых, отличающихся от рассмотренных ранее тем, что содержит другие функциональные коэффициенты тех же кубических многочленов. Примечание! Функциональные коэффициенты в параметричеком уравнении неотрицательны, в сумме составляют 1, универсальны (не зависят от конкретного вида точек в заданной четверке).

Рациональные кубические В — сплайны.


Допустим построена кубическая В — сплайновая кривая. И существует необходимость, после визуального контроля, отредактировать ее, не изменяя исходного набора точек. Наиболее подходящим способом решения подобной задачи является введение новых числовых или функциональных параметров в уравнения кривых. Эту возможность предоставляют т.н. рациональные В — сплайны.

Основы метода трассировки лучей. Алгоритмы определения точек пересечения произвольного луча с объектом.


Рассмотрим реальную сцену (Рис.1) состоящую из источника света и ряда объектов. Свет, распространяясь от источника по прямым линиям может изменять свое направление. При этом, в зависимости от типа объекта через который проходят лучи, свет может преломиться, уйти внутрь или отразиться. Процесс идет непрерывно, пока часть в конце концов не попадет в глаз наблюдателя, формируя изображение Читать далее

Основы представления графических данных


Представление данных на мониторе ПК в графическом виде впервые реализовано в середине 50 – х гг. для больших ЭВМ, которые применялись для научных и военных исследований. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой частью подавляющего числа компьютерных систем особенно персональных. Графический интерфейс пользователя сегодня является стандартом de – facto т е присутствует всегда. Читать далее

Устройства вывода данных


В качестве устройства вывода данных дополнительных к монитору используют принтеры позволяющие получать копии документов на бумаге или прозрачном носителе. По принципу действия различают матричные, лазерные, светодиодные и струйные принтеры.

Автоматизация ввода информации


Основной метод – сканирование (технологический процесс, в рез которого создаётся графический образ бумажного документа). Существуют виды сканеров, но в основе их лежит один и тот же принцип. Документ освещается светом от спец источника, отраженный свет воспринимается светочувствительным элементом. Минимальный элемент изображения интерпретируется сканером как точка (цветная или серая – зависит от режима сканирования). Т. о. Читать далее

Монитор


Одной из наиболее важных составных частей ПК является его видеосистема, состоящая из монитора и видеоадаптера. Мониторы можно охарактеризовать при помощи 1. режим отображения 2. тип экрана Режимы отображения.

Генерация сплошных областей. Методы. Растровая развертка многоугольников.


Генерация сплошных областей из простых описаний ребер или вершин называется — растровой разверткой сплошных областей (заполнением контура). Методы решения этой задачи можно разделить на 2 группы: а) растровую развертку; б) затравочное заполнение.

Заполнение многоугольников


Многие замкнутые контуры — многоугольники. Если контур в виде кривой линии, то его аппроксимируют подходящим многоугольником (многоугольниками). Простейший метод заполнения многоугольника состоит в проверке на принадлежность его внутренней области каждого пикселя растра. Однако, поскольку большинство пикселов находится вне растра — то на процедуру уходит много времени. Ускорить процесс можно путем вычисления для многоугольника оболочки — Читать далее

Ступенчатость изображения. Базовые методы устранения ступенчатости. Примеры.


Ступенчатость (лестничный эффект) — искажение графического изображения, получаемое на графическом растровом дисплее при увеличении. Основная причина — использование дискретного устройства (изображение строится из отдельных пикселов) для создания непрерывных объектов (линии, ребра, поверхности).

Использование свертки. Уравнение свертки. Пример.


Физический смысл свертки состоит в следующем. Для сигнала изображения и ядра (функции свертки) определяется свертка сигнала, а результат испоьзуется для определения результирующих атрибутов пиксела. Математически это можно представить так:

Применение аппроксимации для ликвидации ступенчатости. Приемы. Примеры.


Аппроксимация полутонами. Метод, позволяющий получить сглаживание граничного края с использованием соответствующих комбинаций минимального количества уровней интенсивности (Рис.5). Известен давно. Еще в 1880 г. Стефан Хаген изобрел современную полутоновую печать. Полутоновая печать — способ получения фотографических полутонов с использованием только дух уровней (черном на белом) по решеточному или клеточному принципу.

Свет в компьютерной графике. Отражение и преломление. Закон косинусов Ламберта.


Свет — физическое явление, обладающее дуализмом (поток частиц распространяющихся по прямолинейным траекториям и в то же время электромагнитные волны). Интенсивность света определяется амплитудой волны, цвет — частотой или длиной волны. Математически описывается уравнениями Максвелла.

Основы метода трассировки лучей и излучательности.


Рассмотрим сцену (Рис.1) состоящую из источника света и ряда объектов. Свет, распространяясь от источника по прямым линиям может изменять свое направление. При этом, в зависимости от типа объекта через который проходят лучи, свет может преломиться, уйти внутрь или отразиться. Процесс идет непрерывно, пока часть в конце концов не попадет в глаз наблюдателя, формируя изображение на Читать далее

Назначение и структура систем компьютерной графики. Пример.


Компьютерная графика — это способ представления информации об объектах, закономерностях и свойствах окружающего мира в виде графического изображения на экране монитора или других устройствах ввода-вывода. Машинная графика позволяет воспроизвести изображение (на выходе), посредством обработки исходной неграфической информации. Это нужно для графической визуализации результатов эксперимента, работы программ, в компьютерных играх, создания псевдореалистического изображения по разработанному описанию. Читать далее

Типы данных, используемых в компьютерной графике. Способы представления.


Компьютерная графика — это способ представления информации об объектах, закономерностях и свойствах окружающего мира в виде графического изображения на экране монитора или других устройствах ввода-вывода. Большинство алгоритмов машинной графики, описывающих изображения, в качестве геометрических данных использует многоугольники и ребра. Последние, в свою очередь, описываются линейными фрагментами, и более детально — точками.

Графические дисплеи на запоминающей электронно-лучевой трубке. Принцип работы. Достоинства и недостатки.


Графические дисплеи на запоминающей трубке с прямым копированием изображения устроена наиболее просто. Электронно-лучевая трубка (называемая иначе бистабильной запоминающей трубкой) покрыта люминофором с длительным периодом послесвечения. Линия или литера остаются видимыми на ней в течение длительного времени (до одного часа), прежде чем станут неразличимыми. Интенсивность луча для этого увеличивают до соответствующей степени, чтобы вызвать запоминание следа Читать далее

Растровые графические дисплеи с регенерацией изображения.


Векторные графические дисплеи с регенерацией изображения созданы на базе ЭЛТ, в которых люминофор имеет очень короткое время послесвечения. Такие дисплеи часто называются дисплеями с произвольным сканированием. Изображение за секунду должно многократно перерисовываться или регенерироваться. Минимальная скорость регенерации равна 30 (1/с), чем выше — тем предпочтительней (40, 50 и более кадр/с). Аналогия связана с просмотром кинофильма, Читать далее

Принцип работы дисплеев на ЖКЭ. Активные и пассивные матрицы. Достоинства и недостатки. Сфера применения.


Плоские дисплеи на жидкокристаллической матрице (ЖКЭ) обладают свойством оптической поляризации под действием электрического поля. Технология основана на использовании жидкофазной упорядоченной молекулярной структуры (жидких кристаллов), размещенных между двумя прозрачными электродами и способной отклонять световой поток. При отсутствии электр. поля кристаллы направляют свет через поляризующие фильтры и на экране виден естественный фон. При подаче напряжения световой поток Читать далее