
- •1. Зарождение компьютерной графики.
- •2. 1960-е годы. Становление КГ.
- •1.2. Области применения компьютерной графики
- •1.4. Устройства вывода компьютерной графики
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •2. АРХИТЕКТУРА ГРАФИЧЕСКИХ РАБОЧИХ СТАНЦИЙ
- •2.1. Рабочие станции
- •2.2. Графический ускоритель
- •2.4. Технология 3D-графики
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •3.1. Общие положения методов представления видеоинформации
- •3.2. Алгоритмы архивации без потерь
- •3.3. Алгоритмы архивации с потерями
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •4. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
- •4.1. Представление моделей
- •4.2. Способы представления объектов
- •Представление поверхностных моделей
- •4.4. Алгоритмы построения геометрических моделей тел
- •4.4.1. Построение правильных многогранников
- •4.4.2. Построение икосаэдра
- •4.4.3. Построение додекаэдра и сферы
- •Аффинные преобразования на плоскости
- •Однородные координаты точки
- •Аффинные преобразования в пространстве
- •Изометрическая проекция
- •Пример:
- •Перспективная проекция
- •5.4. Этапы создания графического объекта
- •Преобразования положения объекта
- •5.5. Работа с матрицами и векторами
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •6.1.2. Простой метод устранения ступенчатости
- •6.1.3. Алгоритм Ву для растеризации отрезка с антиалиасингом
- •6.3. Закраска области, заданной цветом границы
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •7. ЗАДАЧА ОТСЕЧЕНИЯ
- •7.1. Отсечение отрезков
- •7.1.4. Двумерный алгоритм Кируса-Бека
- •7.1.5. Проверка выпуклости и определение нормалей
- •7.2. Разбиение невыпуклых многоугольников
- •Алгоритм Сазерленда-Ходгмана
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •8.4. Задача вычисления точек пересечений
- •8.4.1. Пересечение луча со сферой
- •8.4.3. Пересечение луча с многоугольником
- •8.4.4. Пересечение луча с треугольником
- •Решение будет состоять из следующих шагов:
- •Если мы вычислим единичные векторы Pa1, Pa2, Pa3
- •тогда углы будут равны
- •8.4.5. Пересечение с прямоугольным параллелепипедом
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •9. АЛГОРИТМЫ УДАЛЕНИЯ СКРЫТЫХ ЛИНИЙ И ПОВЕРХНОСТЕЙ
- •9.1. Классификация методов удаления невидимых частей
- •9.2.1. Отсечение нелицевых граней
- •9.2.2. Ограничивающие тела (Bounding Volumes)
- •9.2.4. Иерархические структуры (Hierarchies)
- •9.3. Алгоритмы удаления линий
- •9.4.1. Алгоритм удаления поверхностей с Z-буфером
- •Построчный z-буфер
- •9.4.2. Алгоритм разбиения области Варнока
- •9.4.3. Построчный алгоритм Уоткинса
- •9.4.4. Алгоритм трассировки лучей
- •9.4.5. Алгоритмы упорядочения
- •9.4.6. Метод сортировки по глубине. Алгоритм художника
- •9.4.7. Метод двоичного разбиения пространства
- •9.5. Пример реализации алгоритма удаления невидимых граней
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •10. ПОСТРОЕНИЕ РЕАЛИСТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
- •10.1. Модели освещения
- •10.1.1. Механизм диффузного и зеркального отражения света
- •10.1.2. Модели закраски
- •10.1.3. Прозрачность
- •10.1.4. Тени
- •10.2. Фактура (текстурирование)
- •10.4. Трассировка лучей
- •10.5. Излучательность
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •11. ИНТЕРАКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ. СОВРЕМЕННЫЕ СТАНДАРТЫ 3D-ГРАФИКИ
- •Аппаратно-независимые графические протоколы
- •Контрольные вопросы и упражнения
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ИСТОЧНИКИ ИНТЕРНЕТ

237
Независимость от вычислительных систем и языков программирования обеспечивается соответствующей дисциплиной программирования и взаимодействия с системами программирования.
Данные
IGES
Прикладная программа
GKS, PMIG и т.д.
Базовая графическая система
CGI
Драйвер устройства
Устройство
...
...
Драйвер устройства
Устройство
Рис. 11.4. Архитектура переносимой графической системы
Аппаратно-независимые графические протоколы
Аппаратно-независимый графический протокол, или метафайл представляет собой процедурное описание изображения в функциях виртуального графического устройства. Он обеспечивает возможность запоминания графической информации единым образом, передавать ее между различными графическими системами (в том числе работающими на различных ЭВМ) и интерпретировать информацию для вывода на различные графические устройства. Для интерпретации метафайла требуется локальная ЭВМ, выполняющая эмуляцию не реализованных в аппаратуре функций.
В настоящее время в мировой практике наиболее активно поддерживаются стандартизованные аппаратно-независимые протоколы
NAPLPS, GKSM, CGM и WMF – стандарт де-факто фирмы Microsoft
на метафайл.
Контрольные вопросы и упражнения
1.Какие виды графических языков вы знаете?
2.В чем заключаются преимущества и недостатки использования
API?
3.Почему архитектура графической системы имеет несколько уровней?
238
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Итак, уважаемый читатель, вы завершаете чтение книги по компьютерной графике. Материал данного пособия показывает, что в настоящее время в вычислительной технике наблюдается повсеместное применение компьютерной графики. Основная цель пособия была в том, чтобы раскрыть это и показать, как работают ключевые алгоритмы. За ее рамками осталось большое количество различных направлений и областей применения КГ. Понятно, что в силу многих причин дать полномасштабное и логически замкнутое описание теории, методов и средств реализации графических программ, а также соответствующих прикладных программных продуктов в одной книге невозможно. Поэтому обратите внимание на список литературы, в котором также приведены ссылки на релевантные тематике Интер- нет-ресурсы.
Автор надеется, что после прочтения материала этого учебного пособия у студентов вначале появится интерес к компьютерной графики, а затем желание испытать свои силы в этом перспективной области.