[Править] Тональная перспектива

Тональная перспектива

Тональная перспектива — понятие техники живописи. Тональная перспектива — это изменение в цвете и тоне предмета, изменение его контрастных характеристик в сторону уменьшения, приглушения при удалении вглубь пространства. Принципы тональной перспективы первым обосновал Леонардо да Винчи.

[Править] Воздушная перспектива

Воздушная перспектива

Воздушная перспектива характеризуется исчезновением четкости и ясности очертаний предметов по мере их удаления от глаз наблюдателя. При этом дальний план характеризуется уменьшением насыщенности цвета (цвет теряет свою яркость, контрасты светотени смягчаются), таким образом — глубина кажется более светлой, чем передний план. Воздушная перспектива связана с изменением тонов, потому она может называться также и тональной перспективой.^[4] Первые исследования закономерностей воздушной перспективы встречаются еще у Леонардо да Винчи. «Вещи на расстоянии, — писал он, — кажутся тебе двусмысленными и сомнительными; делай и ты их с такой же расплывчатостью, иначе они в твоей картине покажутся на одинаковом расстоянии… не ограничивай вещи, отдаленные от глаза, ибо на расстоянии не только эти границы, но и части тел неощутимы». Великий художник отметил, что отдаление предмета от глаза наблюдателя связано с изменением цвета предмета. Поэтому для передачи глубины пространства в картине ближайшие предметы должны быть изображены художником в их собственных цветах, удаленные приобретают синеватый оттенок, «…а самые последние предметы, в нем видимые, как, например, горы вследствие большого количества воздуха, находящегося между твоим глазом и горою, кажутся синими, почти цвета воздуха…».

Воздушная перспектива зависит от влажности и запылённости воздуха и ярко выражена во время тумана, на рассвете над водоёмом, в пустыне или степи во время ветреной погоды, когда поднимается пыль^[5].

[Править] Перцептивная перспектива

Академик Б. В. Раушенбах изучал как человек воспринимает глубину в связи с бинокулярностью зрения, подвижностью точки зрения и постоянством формы предмета в подсознании^[6] и пришел к выводу что ближний план воспринимается в обратной перспективе, неглубокий дальний — в аксонометрической перспективе, дальний план — в прямой линейной перспективе. Эта общая перспектива, соединившая обратную, аксонометрическую и прямую линейную перспективы называется перцептивной^[3].

Способы представления графической информации.

Существует две основные модели представления и хранения графической информации (изображений): растровая и векторная. Фраза «векторная модель представления графической информации» очень длинна, поэтому принято говорить более коротко: растровая или векторная графика.

Визуализация растровой модели изображения представляет матрицу элементов (пикселей), каждый из которых описывается набором обязательных параметров. Пиксель не имеет размера, а величина прямоугольного участка картинки, формируемого пикселем при визуализации модели, определяется общим размером изображения (коэффициентом прямоугольности) и его разрешением.

Какие параметры описывают пиксель в растровой модели и каково их количество – это определяется конкретным форматом графического файла. Но для любого формата обязательны два параметра: положение пикселя и его цвет.

Положение пикселя задается предельно просто – это его порядковый номер как элемента одномерного массива. Причем это число нигде никогда не хранится – при обработке массив пикселей разбивается на строки в соответствии с размером изображения и дальше производится последовательный перебор каждого элемента выделенной строки.

Цвет пикселя в растровой модели задается и хранится в виде комбинации битов. используемой цветовой моделью определяется количество битов (битовая глубина) и то, какую информацию о цвете каждый их них несет. Конкретно о цветовых моделях мы поговорим позже. Но и так понятно – чем больше битовая глубина, тем больше цветов можно описать.

Математики для обработки и преобразования растровой модели особой нет – обычные операции по обработке массивов. Здесь же стоит отметить, что модификация растрового изображения (например, масштабирование или поворот) существенно ухудшают его качество.

Файлы растровой графики, как правило, имеют довольно внушительный размер. Наибольшее влияние на размер конечного файла оказывают три факта:

– размер изображения;

– битовая глубина цвета;

– формат файла, используемого для хранения изображения.

Разрешающая способность изображения на величину файла никак не влияет. Даже при сканировании задаваемое разрешение в конечном счете определяет финальный размер изображения.

Подведем итоги. Растровая графика дает наиболее реалистичное изображение, поскольку человеческий глаз приспособлен для восприятия огромного набора дискретных элементов, образующих предметы. Кроме того, растровые изображения предельно просто визуализуются на стандартных устройствах отображения информации (мониторы и принтеры), поскольку последние также оперируют матрицей пикселей. Но как уже говорилось, растровые изображения занимают большое количество памяти, а также приводят к ухудшению качества картинки при преобразованиях.

В отличие от растровой в векторной модели изображение строится с помощью математических описаний объектов – точек и линий (отрезков прямых). Причем каждый такой отрезок определяется координатами его концов – векторами (рис. 1.1). Часто векторную модель графической информации называют объектно-ориентированной графикой.

Векторный графический объект, как правило, состоит из двух элементов: контура и его внутренней области, которая может быть пустой или иметь заливку в виде цвета, цветового перехода (градиента) или мозаичного рисунка. Контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым и выполняет двойную функцию. Во-первых, с помощью контура может меняться форма объекта. Во-вторых, контур векторного объекта можно художественно оформлять, задавая его цвет, толщину линии и ее стиль.

Полигональная и воксельная модели.

Во́ксел (в разговорной речи во́ксель, англ. Voxel — образовано из слов: объёмный (англ. volumetric) и пиксел (англ. pixel) — элемент объёмного изображения, содержащий значение элемента растра в трёхмерном пространстве. Вокселы являются аналогами пикселов для трехмёрного пространства.

Воксельные модели представляют собой объемные трехмерные модели, которые состоят из набора вокселей. Воксель (объёмный пиксель) — элемент объёмного изображения, содержащий значение цвета и имеющий определенное разрешение и координаты в трёхмерном пространстве. Воксельные модели часто используются для визуализации и анализа медицинской и научной информации.

Полигональная сетка (англ. polygon mesh) или неструктурированная сетка это совокупность вершин, ребер и граней которые определяют форму многогранного объекта в трехмерной компьютерной графике и объемном моделировании. Гранями обычно являются треугольники, четырехугольники или другие простые выпуклые многоугольники (полигоны), так как это упрощает рендеринг, но так же может состоять из наиболее общих вогнутых многоугольников, или многоугольников с дырками. Учение о полигональных сетках это большой подраздел компьютерной графики и геометрического моделирования. Разные представления полигональных сеток используются для разных целей и приложений. Множество операций проводимых над сетками могут включать Булевую алгебру, сглаживание, упрощение и многие другие. Сетевые представления, такие как "потоковые" и "прогрессивные" сетки, используются для передачи полигональных сеток по сети. Объемные сетки отличаются от полигональных тем, что они явно представляют и поверхность и объём структуры, тогда как полигональные сетки явно представляют лишь поверхность (объём неявный). Так как полигональные сетки широко используются в компьютерной графике, также существуют алгоритмы трассировки лучей, обнаружения столкновений и динамики твердых тел для полигональных сеток.

Система координат в компьютерной графике.

Системы координат: Положение точки в пространстве может быть описано в виде комбинации некоторых линейно-независимых векторов . Если ввести скаляры , то можно описать вектор (положение точки) так: