
- •1. Цвет в компьютерной графике 13
- •2. Геометрические преобразования 20
- •3. Представление геометрической информации 37
- •4. Удаление невидимых поверхностей и линий 45
- •5. Проекции пространственных сцен 55
- •5.4. Вопросы и упражнения 67
- •10.6 Вопросы и упражнения 108
- •12.4 Вопросы и упражнения 118
- •Введение Предмет и область применения компьютерной графики
- •1. Отображение информации
- •2. Проектирование
- •3. Моделирование
- •4. Графический пользовательский интерфейс
- •Краткая история
- •Технические средства поддержки компьютерной графики
- •Вопросы и упражнения
- •1. Цвет в компьютерной графике
- •1.1. О природе света и цвета
- •1.2. Цветовой график мко
- •1.3. Цветовые модели rgb и cmy
- •1.4. Другие цветовые модели
- •1.5. Вопросы и упражнения
- •2. Геометрические преобразования
- •2.1. Системы координат и векторы на плоскости и в трёхмерном пространстве
- •2.2. Уравнения прямой и плоскости
- •2.3. Аналитическое представление кривых и поверхностей
- •2.4. Пересечение луча с плоскостью и сферой
- •2.5. Интерполяция функций одной и двух переменных
- •2.6. Матрицы
- •2.7. Геометрические преобразования (перенос, масштабирование, вращение)
- •2.8. Переход в другую систему координат
- •2.9. Задача вращения относительно произвольной оси
- •2.10. Вопросы и упражнения
- •3. Представление геометрической информации
- •3.1. Геометрические примитивы
- •Полигональные модели
- •Воксельные модели
- •Поверхности свободных форм (функциональные модели)
- •3.2. Системы координат: мировая, объектная, наблюдателя и экранная
- •3.3. Однородные координаты
- •3.4. Вопросы и упражнения
- •4. Удаление невидимых поверхностей и линий
- •4.1. Алгоритм Робертса
- •4.2. Метод z-буфера
- •4.3. Методы приоритетов (художника, плавающего горизонта)
- •4.4. Алгоритмы построчного сканирования для криволинейных поверхностей
- •4.5. Метод двоичного разбиения пространства
- •4.6. Метод трассировки лучей
- •4.7. Вопросы и упражнения
- •5. Проекции пространственных сцен
- •5.1. Основные типы проекций
- •Параллельные проекции
- •Центральные проекции
- •5.2. Математический аппарат
- •Ортогональные проекции
- •Косоугольные проекции
- •Центральные проекции
- •5.3. Специальные картографические проекции. Экзотические проекции земной сферы
- •Стереографическая проекция
- •Гномоническая проекция
- •Ортографическая проекция
- •Проекции на цилиндр
- •Проекция Меркатора
- •Проекции на многогранник
- •Необычные проекции
- •5.4. Вопросы и упражнения
- •6. Растровое преобразование графических примитивов
- •6.1. Алгоритм Брезенхема растровой дискретизации отрезка
- •6.2. Алгоритмы Брезенхема растровой дискретизации окружности и эллипса
- •6.3. Алгоритмы заполнения областей
- •6.4. Вопросы и упражнения
- •7. Закрашивание. Рендеринг полигональных моделей
- •7.1. Простая модель освещения
- •7.2. Закраска граней Плоское закрашивание
- •Закраска методом Гуро
- •Закраска методом Фонга
- •7.3. Более сложные модели освещения
- •7.4. Устранение ступенчатости (антиэлайзинг)
- •7.5. Вопросы и упражнения
- •8. Визуализация пространственных реалистических сцен
- •8.1. Трехмерный графический конвейер
- •8.2. Свето-теневой анализ
- •8.3. Глобальная модель освещения с трассировкой лучей
- •8.4. Текстуры
- •8.5. Вопросы и упражнения
- •9. Введение в вычислительную геометрию
- •9.1 Вычислительная сложность алгоритмов
- •9.2 Основные геометрические объекты
- •9.3 Вопросы и упражнения
- •10. Триангуляция Делоне и диаграмма Вороного
- •10.1 Введение
- •10.2 Разбиение Делоне
- •10.3 Разбиение Вороного
- •Многогранник Вороного
- •Теорема о разбиении Вороного
- •10.4 Дуальность разбиений Вороного и Делоне
- •10.5 Алгоритм построения тетраэдризации Делоне
- •Триангуляция Делоне
- •Ячейки Вороного
- •10.6 Вопросы и упражнения
- •11. Алгоритмы построения выпуклой оболочки и триангуляции
- •11.1. Алгоритм построения выпуклой оболочки с использованием метода сортировки
- •11.2 Алгоритм построения триангуляции
- •12. Алгоритмы геометрического поиска
- •12.1 Поиск в плоском случае
- •12.2 Поиск на множестве тетраэдров
- •12.3 Поиск на множестве произвольных несамопересекающихся многогранников е3
- •12.4 Вопросы и упражнения
- •Список литературы
12.4 Вопросы и упражнения
Какие типы запросов можно выделить при решении поисковых задач в вычислительной геометрии?
Сформулируйте задачу геометрического поиска для случая точки и множества многогранников.
Какова вычислительная сложность описанного в главе алгоритма геометрического поиска на выпуклом многоугольнике для случая уникальных запросов?
Какова вычислительная сложность описанного в главе алгоритма геометрического поиска на множестве многогранников?
Как избежать случая вырождения, когда при геометрическом поиске на множестве многогранников, проекция какой - то грани будет отрезком?
Какова вычислительная сложность описанного в главе алгоритма геометрического поиска на произвольном многоугольнике при уникальных запросах?
Могут ли многогранники в задаче геометрического поиска описанного в главе быть не связными?
Список литературы
Ильин В. А., Позняк Э. Г. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1981.
Фокс А, Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. Пер. с англ. М.: Мир, 1982.
Фоли Дж., ван Дэм А. Основы интерактивной машинной графики. Кн.1, 2. Пер. с англ. М.: Мир, 1985.
Ньюмен У., Спрул Р. Основы интерактивной машинной графики. Пер. с англ. М.: Мир, 1985.
Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. Пер. с англ. М.: Мир, 1989.
Шикин Е. В., Боресков А. В.Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения. М.: «ДИАЛОГ‑МИФИ», 1995.
Вельтмандер П. В. Машинная графика. (Учебное пособие). Новосибирский Государственный технический университет, Новосибирск, 1997.
Шикин Е. В., Боресков А. В. Компьютерная графика. Полигональные модели. М.: «ДИАЛОГ‑МИФИ». 2001.
Эйнджел Э. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL. Изд. дом «Вильямс», Москва, Санкт-Петербург, Киев. 2001.
Matthew Ward, WPI CS Department .A (Spotty) History and Who's Who of Computer Graphics. http://web.cs.wpi.edu/~matt/courses/cs563/talks/history.html
What is Computer Graphics?
www.ccr.buffalo.edu/anstey/teaching/419_f02/aug27/two.html
Препарата Ф., Шеймос М. «Вычислительная геометрия: Введение» (Пер. с англ.). – Москва: "Мир", 1989. – 478 с.
Куликов А.И. Некоторые задачи вычислительной геометрии. Изогеометрическое сглаживание и геометрический поиск. //Труды конференции, GraphiCon2005, Novosibirsk, June 20 – June 24. – P.382-385.
Перепарата Ф., Шеймос М., Вычислительная геометрия: Введение. – М: Мир, 1989. – с.404 – 408
Медведев Н.Н. Метод Вороного – Делоне в исследовании структуры некристаллических систем. Издательство СО РАН, НИЦ ОИГГМ, Новосибирск, 2000.