Лекция 4.

Литература

1. Фоли Дж., вэн Дэм. Основы интерактивной машинной графики. - Мир, 1985.

2. Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики. - Машиностроение, 1980.

3. Роджерс Д. Алгоритмическое основы машинной графики. - Мир, 1989.

4. Уилтон Р.. Видеосистемы персональных компьютеров. - Радио и связь. 1994.

5. Шикин Е., Боресков А. Компьютерная графика. - Диалог-МИФИ, 1995.

6. Иванов В., Батраков А. Трехмерная компьютерная графика. - Радио и связь. 1995.

7. Порєв В.М. Комп’ютерна графіка. – К.: Корнійчук, 2000.

Журналы:

1. Компьютер-Пресс. 2. Мир ПК. 3. Компьютер + Программы. 4. Компьютерное обозрение.

Понятие компьютерной графики

Быстрое развитие вычислительных средств, расширение их возможностей являются главными факторами все более широкого их внедрения в различные сферы научной и практической деятельности. Исключительно интенсивно развивается направление компьютерной графики.

Компьютерной графикой (КГ) называется научная дисциплина о математическом моделировании геометрических форм и облика объектов, а также методов визуализации различной информации с помощью технических и программных средств компьютера.

Зрительное восприятие информации для человека играет исключительную роль. Емкость и быстрота восприятия зрительных образов весьма велики.

Развитие КГ началось с появлением устройств графического вывода - дисплеев (устройств построения изображений на ЭЛТ). Термин «интерактивная» КГ определяет, что можно вести диалог и влиять на формирование изображения.

Место компьютерной графики

При обработке информации, связанной с изображением на мониторе, принято выделять три основных направления: машинную графику, распознавание образов и обработку изображений.

Компьютерная (машинная) графика воспроизводит изображение в случае, когда исходной является информация неизобразительнойприроды. Например, визуализация экспериментальных данных в виде графиков, гистограмм или диаграмм, вывод информации на экран в компьютерных играх, синтез сцен для тренажеров.

А еще есть компьютерная живопись, компьютерная анимация и так далее, вплоть до виртуальной реальности.

Можно сказать, что компьютерная графика рисует, опираясь на формальные правила и имеющийся набор средств.

Символически систему компь­ютерной графики КГ можно представить следующим образом (рис. 1)

• символьное описание;

• изображение (синтезированноеизображение).

Основная задача распознавания образов состоит в преобразова­нии уже имеющегося изображения на формально понятный язык символов. Распознавание образов (изображений) есть совокупность методов, позволяющих получить описание изображения, поданного на вход, либо отнести заданное изображение к некоторому классу (так поступают, например, при сортировке почты или в медицинской диагностике, где путем анализа томограмм оценивают наличие откло­нений от нормы). При этом рассматриваемое изображение часто пре­образуется в более абстрактное описание - набор чисел, набор симво­лов или граф. Одной из интересных задач распознавания образов яв­ляется так называемая скелетизация объектов, при которой восста­навливается некая основа объекта, его "скелет".

Система распознавания изображений имеет следующую структуру (рис. 2):

• изображение;

• описание.

Обработка изображений рассматривает задачи, в которых и вход­ные и выходные данные являются изображениями. Примерами обработки изображений могут служить: передача изображений вместе с устранением шумов и сжатием данных, переход от одного вида изображения (полутонового) к другому (каркасному), контрастирование различных снимков, а также синтезирование имеющихся изобра­жений в новые, например по набору поперечных сечений объекта построить продольные сечения или восстановить сам объект.

Тем самым система обработки изображений имеет следующую структуру (рис. 3):

• изображение;

• изображение (преобразованное изображение)

Таким образом, задачи КГ – это задачи синтеза изображений, задачи РИ – это задачи анализа изображений, и а задачи ОИ – это задачи преобразования изображений.

Однако при обработке графической информации представляется затруднительным четко определить круг задач, относящихся к конкретной области., поскольку они взаимосвязаны. Поэтому удобно нарисовать общую схему, вмещаю­щую в себя описание и функции РИ, ОИ и КГ, тем более, что резких границ между ними провести нельзя (рис. 4).