
- •Конспект лекцій
- •Теми лекцій
- •Лекція 1: загальне введення в комп'ютерну графіку
- •Предмет і область застосування комп'ютерної графіки
- •Коротка історія
- •Технічні засоби підтримки комп'ютерної графіки
- •Питання й вправи
- •Лекція 2 сучасні апаратні засоби растрової графіки
- •2.1.Основні поняття
- •2.2. Пристрою уведення Сканери
- •Цифрові фотоапарати й відеокамери
- •2.3. Пристрою виводу Дисплеї
- •Дисплеї на елт
- •Жидкокристаллические дисплеї
- •Інші типи дисплеїв
- •Проектори
- •Принтери
- •Матричні принтери
- •Струминні принтери
- •Лазерні принтери
- •2.4. Архітектура графічної підсистеми пк Архітектура
- •Подання зображень
- •Програмний інтерфейс
- •Питання й вправи
- •Лекція 2. Колір у комп'ютерній графіці
- •Про природу світла й кольору
- •Колірний графік мко
- •Колірні моделі rgb і cmy
- •Колірні моделі hsv і hls
- •Простір cie Luv
- •Питання й вправи
- •Лекція 3. Геометричні перетворення
- •Системи координат і вектори
- •Рівняння прямій і площині
- •Аналітичне подання кривих і поверхонь
- •Перетинання лучачи із площиною й сферою
- •Інтерполяція функцій однієї й двох змінних
- •Матриці
- •Геометричні перетворення (перенос, масштабування, обертання)
- •Перехід в іншу систему координат
- •Завдання обертання щодо довільної осі
- •Питання й вправи
- •Лекція 4. Подання геометричної інформації
- •Геометричні примітиви
- •Полігональні моделі
- •Воксельні моделі
- •Поверхні вільних форм (функціональні моделі)
- •Системи координат: світового, об'єктна, спостерігача й екранна
- •Однорідні координати. Завдання геометричних перетворень в однорідних координатах за допомогою матриць
- •Питання й вправи
- •Лекція 6 алгоритми растеризаЦії відрізків, окружностей і еліпсів
- •6.1. Введення в растеризацію кривих
- •6.2.Зображення відрізка із цілочисловими координатами кінців
- •Цифровий диференціальний аналізатор
- •Алгоритм Брезенхема
- •Алгоритм Кастла-Пітвея
- •6.3. Зображення відрізка з нецілочисловими координатами кінців
- •6.4. Зображення окружностей
- •Алгоритм Брезенхема
- •6.5. Зображення еліпсів
- •Побудова по неявній функції
- •Побудова шляхом стиску окружності
- •Лекція 7 відсікання (кЛіпування) геометричних примітивів
- •Алгоритм Сазерленда-Коена відсікання прямокутною областю
- •Відсікання опуклим багатокутником
- •Кліпування багатокутників
- •Питання й вправи
- •Лекція 8 видалення невидимих поверхонь і ліній
- •Видалення нелицьових граней багатогранника Алгоритм Робертса
- •Алгоритм Варнока
- •Алгоритм Вейлера-Азертона
- •Метод z-Буфера
- •Методи пріоритетів (художника, що плаває обрію)
- •Алгоритми порядкового сканування для криволінійних поверхонь
- •Метод двійкової розбивки простору
- •Метод трасування променів
- •Питання й вправи
- •Лекція 9 проектування просторових сцен
- •Основні типи проекцій
- •Паралельні проекції
- •Центральні проекції
- •Математичний апарат
- •Ортогональні проекції
- •Косокутні проекції
- •Центральні проекції
- •Спеціальні картографічні проекції. Екзотичні проекції земної сфери
- •Стереографическая проекція
- •Гномоническая проекція
- •Ортографическая проекція
- •Проекції на циліндр
- •Проекція Меркатора
- •Проекції на багатогранник
- •Незвичайні проекції
- •Питання й вправи
- •Лекція 10 растрове перетворення графічних примітивів
- •Алгоритм Брезенхема растрової дискретизації відрізка
- •Алгоритми Брезенхема растрової дискретизації окружності й еліпса
- •Алгоритми заповнення областей
- •Питання й вправи
- •Лекція 11 зафарбовування. Рендеринг полігональних моделей
- •Проста модель висвітлення
- •Зафарбування граней Плоске зафарбовування
- •Зафарбування методом Гуро
- •Зафарбування методом Фонга
- •Більше складні моделі висвітлення
- •Усунення ступінчастості (антиэлайзинг)
- •Питання й вправи
- •Лекція 12 візуалізація просторових реалістичних сцен
- •Свето- Тіньовий аналіз
- •Метод излучательности
- •Глобальна модель висвітлення із трасуванням променів
- •Текстури
- •Питання й вправи
- •Лекція 13 алгоритми стиску зображень без втрат
- •13.1. Необхідність стиску зображень
- •13.2. Неіснування ідеального алгоритму
- •13.3. Алгоритми кодування довжини повторення (rle)
- •13.4. Словникові алгоритми
- •Алгоритм lz77
- •Алгоритм lzw
- •13.5. Алгоритми статистичного кодування
- •Алгоритм Хаффмена
- •13.6. Арифметичне кодування
- •Лекція 14 стиск зображень із втратами
- •14.1. Необхідність стиску із втратами
- •14.2. Оцінка втрат
- •14.3. Зображення як функція
- •Дискретне Перетворення Фур'є
- •Дискретне косинусное перетворення
- •14.4. Алгоритм стиску зображень jpeg
- •14.5. Вейвлет-Перетворення
- •14.6. Фрактальное стиск
- •Список літератури
- •Лекція 15 алгоритми стиску відео
- •Введення
- •Основні поняття
- •Вимоги додатків до алгоритму
- •Визначення вимог
- •Огляд стандартів
- •Базові технології стиску відео Опис алгоритму компресії
- •Загальна схема алгоритму
- •Використання векторів зсувів блоків
- •Можливості по распараллеливанию
- •Інші шляхи підвищення ступеня стиску
- •Порівняння стандартів
- •Питання для самоконтролю
- •Лекція 16 основи видавничої справи
- •1. Вибір формату
- •1.1. Використання стандартних форматів
- •1.1.1. Стандартні розміри по iso
- •2. Підготовка тексту
- •2.1.2. Редагування матеріалу
- •Перевірка фактичної вірогідності матеріалу
- •Установлення власника авторських прав і одержання дозволу на видання
- •Вступна частина
- •Авантитул
- •Заключна частина
- •2.2. Оформлення книги
- •2.2.1. Принципи виміру й термінологія
- •2.2.2. Характеристики шрифту Загальні характеристики
- •Класифікація шрифтів
- •2.3. Розробка дизайну тексту
- •2.3.1. Вибір шрифту
- •2.3.2. Вибір розмірів смуги набору, полів і шрифту
- •Формати октаво.
- •2.3.3. Стилі заголовків
- •Заголовки усередині тексту
- •Постійні й змінні колонтитули
- •Колонцифри
- •Допоміжний текст і підписи до ілюстрацій
- •Вступна й заключна частини
- •Складання підсумкової специфікації
- •2.3.4. Переноси
- •2.3.5. Розділові знаки
- •2.3.6. Зауваження по розмітці сторінки
- •2.4. Підрахунок сторінок тексту
- •2.4.1. Етап 1
- •Гарний матеріал
- •Поганий матеріал
- •2.4.2. Етап 2
- •2.4.3. Етап 3
- •Лекція 17 цифрове фото
- •1. Історія фотографії
- •2. Від плівки до цифрового фото
- •3. Умовна класифікація цифрових фотоапаратів
- •4. Сенсори цифрових фотоапаратів
- •Лекція 18 подання сайту
- •Зменшення швидкості руху
- •Створення кліпу зі зменшенням швидкості руху
- •Додавання змінної швидкості руху
- •Ініціалізація руху клацанням миші
- •Додавання сліду від руху об'єкта
- •Зникнення сліду
- •Підвищення ефективності
- •Покадровое рух
- •Постійна швидкість
- •Коливальний рух
- •Зміна розмірів у русі
- •Керування рухом
- •Ковзання
- •Використання порожніх фільмів
- •Реалізація підходів на практиці
- •Оглядач зображень
Колірний графік мко
Тривимірна природа сприйняття кольору дозволяє відображати його в прямокутній системі координат. Будь-який колір можна зобразити у вигляді вектора, компонентами якого є відносні ваги червоної, зеленої й синьої квіток, обчислені по формулах
Оскільки ці координати в сумі завжди становлять одиницю, а кожна з координат лежить у діапазоні від 0 до 1, те всі представлені в такий спосіб крапки простору будуть лежати в одній площині, причому тільки в трикутнику, що відтинається від її позитивним октантом системи координат (рис. 3.5а). Ясно, що при такому поданні вся безліч крапок цього трикутника можна описати за допомогою двох координат, тому що третя виражається через них за допомогою співвідношення
Таким чином, ми переходимо до двовимірного подання області, тобто до проекції області на площину (рис. 3.5б).
Рис. 3.5. Тривимірний колірний простір
З
використанням такого перетворення в
1931 р. були вироблені міжнародні стандарти
визначення й виміру квітів. Основою
стандарту став так званий двовимірний
колірний графік МКО. Оскільки, як показали
фізичні експерименти, додаванням трьох
основних квітів можна одержати не всі
можливі колірні відтінки, то в якості
базисних були обрані інші параметри,
отримані на основі дослідження стандартних
реакцій ока на світло. Ці параметри -
-
є чисто теоретичними, оскільки побудовані
з використанням негативних значень
основних складові кольори. Трикутник
основних квітів був побудований так,
щоб охоплювати весь спектр видимого
світла. Крім того, рівна кількість всіх
трьох гіпотетичних квітів у сумі дає
білий колір. Координати кольоровості
будуються так само, як і в наведеній
вище формулі:
При
проекції цього трикутника на площину
виходить колірний графік МКО. Але
координати кольоровості визначають
тільки відносні кількості основних
квітів, не задаючи яскравості результуючого
кольору. Яскравість можна задати
координатою
,
а
визначити
виходячи з величин
,
по формулах
Рис. 3.6. Колірний графік МКО. На контурі зазначені довжини хвиль у нанометрах
Колірний
графік МКО наведений на рис.
3.6. Область, обмежена кривій, охоплює
весь видимий спектр, а сама крива
називається лінією спектральних
кольорів. Числа, проставлені на малюнку,
означають довжину хвилі у відповідній
крапці. Крапка
,
що відповідає полуденному висвітленню
при суцільній хмарності, прийнята в
якості опорного білого кольору.
Колірний графік зручний для цілого ряду завдань. Наприклад, з його допомогою можна одержати додатковий колір: для цього треба провести промінь від даного кольору через опорну крапку до перетинання з іншою стороною кривій (кольори є додатковими друг до друга, якщо при додаванні їх у відповідній пропорції виходить білий колір). Для визначення домінуючої довжини хвилі якого-небудь кольору також проводиться промінь із опорної крапки до перетинання з даним кольором і триває до перетинання з найближчою крапкою лінії кольорів.
Для
змішання двох квітів використовуються
закони Грассмана. Нехай два кольори
задані на графіку МКО координатами
й
.
Тоді змішання їх дає колір
.
Якщо ввести позначення
,
то одержимо координати кольоровості
суміші
Координати
МКО є точним стандартом визначення
кольору. Але в різних областях, що мають
справу з кольором, є свій підхід до його
моделювання. Зокрема, може використовуватися
інший набір основних квітів. Комп'ютерна
графіка опирається на систему
,
тому становить інтерес перехід між цими
двома наборами квітів (іншими словами,
перетворення координат кольоровості).