МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

А.Ю. Демин

Практикум по компьютерной графике

Рекомендовано в качестве учебного пособия Редакционно-издательским советом Национального исследовательского

Томского политехнического университета

Издательство Национального исследовательского Томского политехнического университета

2013

Д35

УДК 681.3.06 (082.5) ББК 32.973 Д35 Демин А.Ю. Практику по компьютерной графике: учебное пособие / А.Ю. Демин; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2013 – 131 с. В пособии рассматриваются следующие вопросы: обработка растровых изображений в графическом редакторе GIMP, создание векторных изображений в редакторе InkScape, проектирование приложений для работы с графикой в MS Visual Studio, 2D и 3D преобразования, получение проекций, изучение графических библиотек. Пособие подготовлено на кафедре информатики и проектирования систем Томского политехнического университета, соответствует программе дисциплины и предназначено для студентов ИК обучающихся по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника». Пособие может быть полезно широкому кругу читателей.

УДК 681.3.06 (082.5)

ББК 32.973

Рецензенты

Доктор технических наук, доцент кафедры

«Комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем» ТУСУР

Р.В. Мещеряков

Кандидат физ.-мат. наук, доцент каф. Информационного обеспечения инновационной деятельности

C.И. Самохина

© ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», 2013

© Демин А.Ю., Дорофеев В.А. 2013

© Обложка. Издательство Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2013

Оглавление

Введение 7

1. Лабораторная работа «Основы GIMP» 7

Основные термины GIMP 8

Основные приемы использования GIMP 9

Панель инструментов 10

Окно изображения 11

Диалоги и панели 13

Работа с файлами 14

Создание нового изображения 14

Открытие изображения 15

Сохранение изображения 15

Изменение масштаба и навигация по изображению 17

Рисование. Кисти 17

Отмена действий 19

Задание по лабораторной работе 20

2. Лабораторная работа «Фотомонтаж» 21

Выделение областей 21

Прямоугольное и эллиптическое выделение 21

Свободное выделение и работа с быстрой маской 23

Умные ножницы 24

Выделение по цвету 25

Работа со слоями 26

Непрозрачность 27

Видимость 27

Режим 27

Текст в GIMP 28

Преобразование изображения в слое 29

Общие свойства инструментов преобразования 29

Инструменты преобразования 30

Фотомонтаж 32

Задание по лабораторной работе 33

3. Лабораторная работа «Обработка изображений» 33

Коррекция цвета 33

Цветовой баланс 34

Коррекция тона, освещенности, насыщенности 34

Тонирование 35

Яркость и контраст 36

Гистограмма изображения 36

Коррекция цветовых кривых 38

Фильтры 40

Фильтры размытия 40

Фильтры улучшения 41

Фильтры искажения 41

Фильтры свет и тень 41

Фильтры выделения края 41

Фильтры имитации 41

Фильтры визуализации 41

Задание по лабораторной работе 42

4. Лабораторная работа «Основы Incscape» 44

Что такое Incscape 44

Основы Incscape 44

Перемещение по холсту 44

Изменение масштаба 44

Инструменты Inkscape 44

Работа с документами 45

Фигуры 45

Основные приемы 46

Прямоугольники 46

Эллипсы 51

Звезды 53

Спирали 58

Работа с фигурами 60

Создание фигур 60

Перемещение, изменение размера и вращение 61

Изменение формы при помощи клавиш 61

Выделение нескольких объектов 62

Группировка 63

Заливка и обводка 64

Дублирование, выравнивание, распределение 65

Z-порядок 66

Выделение объектов под объектами и перемещение выделенного 67

Задание по лабораторной работе 67

5. Лабораторная работа «Создание векторного логотипа» 68

Размещение текста вдоль контура 68

Выполнение логических операций над фигурами 69

Сумма 69

Разность 70

Пересечение 71

Исключающее ИЛИ 72

Разделить 73

Работа с узлами 74

Инструменты для управления узлами 74

Перемещение узлов 75

Горячие клавиши 75

Задание по лабораторной работе 76

6. Лабораторная работа «Программирование графики» 84

Сообщение WM_PAINT 85

Событие Paint 85

Объект Graphics для рисования 86

Методы и свойства класса Graphics 87

Задание по лабораторной работе 91

7. Лабораторная работа «Простейшая анимация» 91

Работа с таймером 91

Создание анимации 92

Движение по траектории 93

Задание по лабораторной работе 95

8. Лабораторная работа «Работа с растровыми изображениями» 96

Отображение графических файлов 96

Компоненты OpenFileDialog и SaveFileDialog 97

Простой графический редактор 97

Задание по лабораторной работе 101

9. Лабораторная работа «Преобразования на плоскости» 103

Простейшие преобразования на плоскости 103

Преобразование поворота и отражения 104

Однородные координаты 105

Комбинированные преобразования 107

Программная реализация 108

Задание по лабораторной работе 110

10. Лабораторная работа «3D преобразования и получение проекций» 111

Правосторонняя система координат 112

Преобразования в пространстве 112

Трехмерный перенос 113

Трехмерное изменение масштаба 113

Общее изменение масштаба 113

Трехмерный сдвиг 114

Трехмерное вращение 114

Получение проекций 115

Получение одноточечной перспективной проекции 115

Получение косоугольных проекций 116

Построение вида спереди 117

Программная реализация 117

Задание по лабораторной работе 118

11. Лабораторная работа «Построение трехмерных сцен на XAML» 120

Система координат и размещение камеры 120

Освещение сцены 121

Задание объектов трехмерной сцены 122

Применение материалов к модели 123

Трехмерные преобразования 124

Пример описания простой трехмерной сцены 124

Задание по лабораторной работе 125

12. Лабораторная работа «Трехмерные преобразования в WPF» 126

Связь процедурного кода и объектов описанных в XAML 126

Трехмерные преобразования в процедурном коде 126

Применение 3D-преобразований к отдельным элементам 3D сцены 128

Создание анимации с помощью таймера 131

Задание по лабораторной работе 134

Список использованных источников 136