Читайте также:
|
Алгоритмы закраски принадлежат группе базовых и требуют быстроты. Они делятся на 2 группы:
1) растровая развёртка – порядок сканирования строк экрана определяет, лежит ли сканируемая точка внутри или вне области закраски; математическое описание контура области закраски;
2) затравочное заполнение – затравочная точка внутри замкнутой области; многие сплошные объекты апроксимируются простыми многоугольниками; заполнение полигонов.
Растровая развёртка полигонов
- полигоны заданы своими вершинами и/или рёбрами;
- простые полигоны – плоская фигура, ограниченная замкнутой ломаной;
- принцип закрашивания – разбиение полигонов на горизонтальные или вертикальные линии и прорисовка их на экране;
- эллипсы и окружности заполняют, используя алгоритмы растрирования соответствующих контуров;
- универсальные алгоритмы (алгоритм (х,у)) - шаги:
1) найти среди вершин 
минимальную 
и максимальную 
;
2) цикл от 
- найти точки пересечения всех отрезков контура с горизонталью;
- координаты точек 
заносим в массив;
- сортируем массив по значениям элементов;
- соединяем линиями пары соседних точек цветом заполнения.
Поскольку в общем случае количество точек пересечения может быть нечётным (при локальных экстремумах), то необходимо каждый раз, когда координата сканирующей строки у совпадает с 
, проверять, пересечение это или касание. В последнем случае координата касания записывается в массив дважды или не записывается совсем. Для определения используют каноническое уравнение прямой:
Алгоритм такого типа может быть использован для определения площади фигуры, которая пропорциональна количеству пикселей заполнения, а также для поиска объекта по внутренней точке (векторно-графических редакторов).
Сортировка зависит от степени упорядочивания данных. Для максимально неупорядоченных – быстрая или Шелла. Для упорядоченных – перебор.
Схема заполнения треугольником (см в тетради).
Фрактальная графика.
Понятие фрактальной геометрии графики вошли в КГ с конца 70 годов 20 века. Латинская фрактус (дроблёный, сломанный, разбитый), состоящий из фрагментов, предложенным математиком Бенуа Мандельбротом в 1975 г для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур. Фрактал – структура, состоящая из частей, которая в каком-то смысле подобна целому (увеличенные части похожи на сам объект и друг на друга).
Существует 2 основных класса фракталов:
1) Регулярные;
2) Нерегулярные.
Регулярные – математические абстракции. Конструируются на основе
базовых математических преобразований. Например, I, F, S используют для построения метод систем интегрированных функций, строятся на основе масштабирования, перемещения и вращения плоскости. Они самые наглядные.
Примеры регулярных фракталов: Кривая Коха, ковёр Серпинского, множество Кантера.
Нерегулярные фракталы являются частично самоподобными. С совпадением статистических характеристик. Случайные фракталы можно получить, если в алгоритм создания регулярных фракталов включить элемент случайности.
Трёхмерная графика и 3D анимация.
Трёхмерная графика и компьютерная анимация занимается созданием искусственных предметов и персонажей, похожих на реальных, их совмещением с реальными предметами и интерьерами. Это наука о математическом моделировании трёхмерных геометрических форм, а также о методах их визуализации. В ней сочетаются векторные, растровые и фрактальные способы создания изображения.
Синтез – создание и отображение изображения. Выполняется исходя из описания того, что необходимо отобразить.
Анализ – задача, противоположная синтезу. На входе имеет изображение, на выходе – его описание. Методы и алгоритмы распознавания создавались прежде всего для обеспечения систем роботов и для систем специальных обозначений, но в последнее время используется всё чаще для систем распознавания текстов, программ инвентаризации, программ создания трёхмерных моделей человека. Целью распознавания изображения может быть выделение его отдельных элементов (буквы, цифры, символы, условные обозначения) или классификация всего изображения в целом.
Обработка изображения – преобразования изображения на входе в улучшенное. Используется в реставрации художниками для качественного изменения, например, для дальнейшего распознавания (выделение контуров, изменение цвета, создание бинарного изображения).
Деловая КГ занимается разработкой приложений для отображения табличных данных в виде, принятом в деловой практике. Используется в сфере управления и экономических расчётах. Обеспечивает графическое представление и отображение данных в БД и электронных таблицах. Это одно из первых применений в КГ наиболее простое в реализации. Сейчас, пакеты деловой графики являются частью БД и табличных процессоров.
Презентационная КГ создаёт пакеты для разработки презентации: слайды для сопровождения докладов, рекламных акций и выступлений (MS Power Point).
Иллюстративная КГ обеспечивает создание плакатов, схем, рисунков, географических карт, художественной продукции, т.е. наглядных, легко трансформируемых, накладываемых друг на друга и узнаваемых объектов изображения. Объекты здесь отличаются первичностью, они не могут быть построены автоматически без участия человека, в отличие от других направлений, где они отображают информацию, т.е. вторичных.
Ядром пакетов иллюстративной КГ является графический редактор, который включает:
1) Инструменты рисования
2) Библиотеку готовых рисунков
3) Набор шрифтов
4) Набор спецэффектов
5) Возможности трансформации
6) Дублирование
7) Ввод и сохранение изображений различных форматов для связи с другими пакетами
В основном пакеты предназначены для создания плоских рисунков, хотя некоторые имеют простые возможности создания объёмных изображений.
По способу создания изображения: растровые и векторные редакторы.
Векторные используются для создания, растровые – для обработки. Так основным понятием растровой графики является пиксель. Большинство команд растровых редакторов изменяют яркость и цвет отдельных пиксельных изображений. Это позволяет улучшать резкость и контрастность, затемнять и осветлять фрагменты изображения и удалять фрагменты.
Основным понятием векторной графики является объект, поэтому для векторных редакторов обязательной командой преобразования геометрических форм является взаимное выравнивание, пересечение объектов, исключение одних объектов из других, т.е. позволяющие создавать сложные объекты из простых.
К растровым –Paint, PhotoShop
К векторным – CorelDraw
Научная (инженерная) КГ разрабатывает средства графического представления вводимых результатов научных исследований и научных работ в виде графиков функций, заданных в табличной, аналитической форме или как результат решения уравнения. Это могут быть линейные графики, сечения, сетчато- и текстурированные поверхности.
Заданные геометрически могут быть динамические изображения, модели океанов (Supper).
Конструкторская КГ – одно из первых применений КГ. Это существенная часть возможных саппэров, от простых чертёжных до сложных интегрированных. Пакеты для проектирования были исторически первыми интерактивными системами КГ. Применялись для проектирования и конструирования автомобилей, самолётов и ИС (интегральных схем). В начале на больших компьютерах, затем на специализированных быстродействующих с разными графическими возможностями – графических рабочих станциях, сейчас – на любых ПК.
Саппэр КГ используется для проектирования систем в целом. Например, СБИС (сверхбольшие интегральные схемы), химические и энергетические установки, корпуса судов, оптические схемы, телефонные и вычислительные сети, имплантаты для костей и суставов. Там же разрабатываются и выводятся точные схемы и чертежи деталей узлов и сборки. Осуществляется в режиме диалога проверка механических, электрических и тепловых свойств модели проектируемого объекта. По окончанию проектирования можно провести постобработку проектной БД для подготовки перечня деталей и сводной ведомости нужных материалов и сформировать данные для дальнейшей обработки (AutoCad, CorelCad).
Картография
Архитектурные и землестроительные САД имеют следующую структуру: идёт описание географической среды, в которой вкладывается объект. Обычно такое описание выполняется в виде карт (географических, рельефных, погодных и т.д.).
Новый путь развития картографии – геоинформатика (область информационных технологии для сбора, обработки, хранения и отображения географически организованной информации).
ГИС использует последние достижения в области математики, КГ, геологии, картографии, навигации и т.д.
Новые технологии требуют больших вычислительных мощностей для работы с БД и для визуализации графических объектов на поверхности земли. Сейчас разработчики ГИС стремятся увеличивать реалистичность изображения рельефных территорий. Для любой ГИС типичны такие операции, как ввод и редактирование объектов с учётом их местоположения, формирования разнообразных моделей, запись в БД, поиск и выдача объектов из БД, анализ расположения множества объектов на некоторой территории (MicroStations, ArhiCAD).
Изобразительное искусство и реклама – комплекс аппаратных и программных средств для создания и отображения статически приятных изображений. Используется в графическом дизайне, полиграфии, создании узоров на обоях и тканях, рекламе, анимации, кино, создании обучающих систем, компьютерных играх и т.д. В основном это пакеты 3Д графики с возможностью визуализации и анимации 3Д объектов. Особо выделяют настольные системы DTP и StopPablishens. Они предназначены для автоматизации процесса вёрстки по географической продукции и занимают промежуточное место между текстовыми процессорами и саппэрами. С точки зрения графики отличаются возможностями профессиональной работы с цветом. Например, 3D Max, …
При моделирование особое внимание уделяется позам, которые может принимать персонаж, а также мимика лица, возможность создания причёсок и динамических предметов одежды, которые деформируются при движении персонажа.
WEB графика – средства для создания сайтов в интернете. Разрабатываются эффективные графические форматы, используются средства мультимедиа.
Дата добавления: 2015-01-07; просмотров: 143 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |