- •1. Графические данные и их классификация.
- •2. Алгоритмы компьютерной графики.
- •3. Аппаратные средства компьютерной графики.
- •4. Понятие геометрической машины. Структурная схема графической системы.
- •5. Базовая графическая система (бгс). Gks – международный стандарт на бгс.
- •6. Элементарные (базовые) и комбинированные операции на плоскости.
- •7. Элементарные (базовые) и комбинированные операции в пространстве.
- •8. Пространственное вращение вокруг произвольной оси.
- •9. Классификация плоских проекций.
- •10. Ортографическая проекция
- •11. Геометрические построения в диметрической проекции.
- •12. Геометрические построения в изометрической проекции.
- •13. Косоугольные проекции.
- •14. Виды перспективного проецирования.
- •15. Перспективная одноточечная проекция.
- •16. Перспективная двухточечная проекция.
- •17. Перспективная трехточечная проекция.
- •32. Каркасные модели. Модели твердого тела.
- •33. Параметрическое описание пространственных кривых. Модели кривых линий.
- •34. Представление пространственных кривых в форме Эрмита.
- •35. Представление пространственных кривых в форме Безье.
- •36. Кривые Бернштейна-Безье.
- •37. Представление пространственных кривых в сплайновой форме.
- •44.Колориметрия. Законы Грассмана.
- •45.Табличные и библиотечные форматы представления цвета.
- •46. Базовые цветовые модели, ориентированные на аппаратуру.
- •47.Телевизионные цветовые модели.(yiq и yuv)
- •48.Модели цифровой фотографии
- •49. Художественные цветовые модели, или
- •50.Абстрактные цветовые модели cie xyz и cie l*a*b*.
- •51. Модель освещения, используемая для построения реалистических изображений.
- •52.Модель освещения с учетом микрогеометрии поверхностей объектов.
- •53.Учет коэффициента Френеля в модели освещения с учетом микрогеометрии поверхностей объектов.
- •54.Функция распределения микрограней в модели освещения с учетом микрогеометрии поверхностей объектов.
- •55.Функция ослабления света на микрогранях в модели освещения с учетом микрогеометрии поверхностей объектов.
- •56.Моделирование прозрачности и теней.
- •57.Методы трассировки лучей. Алгоритмы прямого хода луча.
- •58.Методы трассировки лучей. Алгоритмы обратного хода луча.
- •59.Построения реалистических изображений методом излучательности.
- •60.Модель закраски Гуро.
- •61.Модель закраски Фонга.
- •62.Алгоритм отсечения лучей.
- •63.Алгоритм двоичного разбиения пространства (bsp-алгоритм).
- •66. Текстурирование объектов
- •67.Классификация методов сжатия графической информации.
- •68.Метод группового кодирования (rle-алгоритм).
- •69.Методы кодирования строк бит переменной длины. Алгоритм Хаффмена и арифметическое кодирование.
- •70.Алгоритмы сжатия со словарем (lz-алгоритмы).
- •71.Алгоритм сжатия jpeg.
- •72.Алгоритм волнового сжатия (вейвлет-преобразование).
- •73.Фрактальная математика и фрактальное сжатие.
- •75.Форматы представления видеоданных: Microsoft riff avi, mpeg-1,2,4, QuickTime
- •9. Форматы mpeg
- •80. Логические устройства стандартной видеосистемы пк
- •81. Современные режимы работы видеосистем
- •82. Организация взаимодействия в современных видеосистемах пк. Аппаратные интерфейсы
- •83. Графические процессоры ati и nVidia
- •84. Ускорение вычислений при помощи технологий sli и CrossFire
- •18. Виды растровой развертки.
- •19. Алгоритм Брезенхема растровой развертки отрезков прямых.
- •20. Алгоритмы Брезенхема растровой развертки окружностей.
- •21. Построчный алгоритм растровой развертки сплошных областей.
- •22. Алгоритм растровой развертки сплошных областей с затравкой.
- •23. Алгоритм отсечения отрезков на плоскости.
- •24. Алгоритмы отсечения многоугольников на плоскости.
- •25. Алгоритмы отсечения в пространстве изображений
- •26. Алгоритмы отсечения в пространстве объектов
- •27. Алгоритмы сортировки по глубине.
- •28. Простейшие алгоритмы масштабирования растровых изображений.
- •29. Масштабирование растровых изображений с использованием форм Безье и в-сплайнов.
- •30. Алгоритмы фильтрации растровых изображений, базирующиеся на свертке.
- •31. Медианная фильтрация растровых изображений.
- •76. Интерфейс Windows gdi
- •77.Интерфейс Microsoft Windows DirectX.
- •78.Интерфейсы Microsoft Windows DirectDraw и DirectAnimation.
- •78.Интерфейс Microsoft Windows Direct3d.
- •79.Интерфейс по стандарту OpenGl.
32. Каркасные модели. Модели твердого тела.
Каркасные модели ориентированы на графические системы малой и средней производительности. В составе современных технических средств САПР и ИС каркасные модели используются для предварительного просмотра (preview) трехмерных объектов или сцен. Во многих практических приложениях каркасные модели используются на стадии проектирования.
Преимущества каркасных моделей:
• малый объем описания модели;
• простота алгоритмов построения каркасов;
• низкие требования к аппаратным и программным средствам.
Недостатки каркасных моделей:
• не сохраняет информацию о площади поверхности проектируемых объектов;
• не ориентированы на алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей;
• не позволяет строить контурные линии моделируемых объектов.
Область применения: предварительный просмотр в системах 3D- моделирования и анимации.
3.1.2. Геометрические модели твердого тела
Различают две группы геометрических моделей:
• модели конструктивной геометрии, или структурные, модели;
• поверхностные, или граничные, модели, среди которых различают кусочно-аналитические и алгебрологические модели.
Модель конструктивной геометрии описывается в виде бинарного дерева (графа) G = ( U, V ) ,
где U - множество вершин, соответствующих множеству используемых базовых элементов формы (БЭФ), V- множество операций между БЭФ, определяющих соединения и взаимное положение БЕФ между собой.
Каждый БЭФ идентифицируется своим именем, типом, а также следующим набором атрибутов: < x, y, z, α x, α y, α z, s x, s y, s z > , где x, y, z - координаты точки привязки локальной системы координат БЭФ к системе координат объектов, α x , α y , α z - углы поворота БЭФ относительно осей координат, s x, s y, s z - метрические параметры БЭФ (масштабы по осям координат).
Каждый базовый элемент формы может быть задан как в граничном, так и в каркасном представлении.
Достоинства данной модели:
1. Простота геометрических моделей базовых элементов формы
2. Простота алгоритмов БЭФ
3. Низкие требования к аппаратным и программным средствам
Недостатки:
1. Ограниченные возможности моделирования геометрических объектов.
2. Сложность восприятия результата моделирования сложных ГО или сцен, включающих множество ГО.
Область применения: предварительный просмотр в системах трехмерного моделирования и анимации.
Кусочно-аналитическая модель представляет собой простейший вариант граничных моделей. В ее основе лежит математическое описание элементов конструктивной геометрии. При помощи метода редукции добиваются сведения операций в трехмерном пространстве к опе- рациям на плоскости. Данная модель имеет иерархический вид, кото- рый занимает четыре уровня:
1) геометрический объект представляется в виде совокупности граней O i = <A ij>.
2) каждая грань представляется в виде цикла ребер A ij = < B ijk >.
3) каждое ребро описывается при помощи двух концевых точек B ijk =< b ijk1, b ijk2>.
4) каждая точка описывается тремя координатами b ijkl = <x ijkl , y ijkl , z ijkl >.
Алгебрологическая модель позволяет описывать более сложные конструкции объектов, при построении данной модели используется математический аппарат аналитической геометрии, теории множеств и булевой алгебры. В общем случае алгебрологическая модель представляет собой совокупность аналитических уравнений ориентированных поверхностей, дополненных множеством теоретико-множественных формул, определяющих взаимосвязи и взаиморасположение отдельных поверхностей: P i = f i(x, y, z).
Данные поверхности делят пространство на два подпространства, которые определяются следующими неравенствами: f i(x, y, z) ≥ 0; и f i (x, y, z) ≤ 0.
Внутри области твердотельного объекта определяется значением функции поверхности объекта f i ≥0, при помощи теоретикомножественных операций из поверхности f i можно образовать геометрические объекты F(f 1 , f 2 ,…, f i ,…, f n ).
Достоинства моделей твердого тела.
1. Основным достоинством данной группы моделей является их простота и как следствие
2. Высокая скорость обработки данных моделей на компьютере.
Недостатки моделей твердого тела.
1. Не всегда можно подобрать базовый элемент формы либо аналитическое выражение f i для произвольной поверхности геометрического объекта.
2. При попытке сделать это поверхность становится очень сегментированной, что приводит к значительным вычислительным затратам на ее обработку.
3.1.3. Модели сложных скульптурных поверхностей
Все алгоритмы, относящиеся к данному виду моделирования можно разделить на две группы, связанные с обработкой двух видов моде- лей поверхности:
• полигональные модели;
• криволинейные модели.
Полигональные модели позволяют описывать сложные геометрические объекты при помощи множества плоских многоугольных, в общем случае, граней. Данные модели находят свое применение в программах, требующих быстрой динамичной смены изображения (системы виртуальной реальности, мультимедиа, игры). В большинстве случаев на практике грани представляются треугольниками.
Криволинейные модели позволяют наиболее реалистично изображать максимально сложные технические объекты и объекты природы. Для этих моделей поверхность сложного объекта разбивается на сегменты при помощи каркасно-мнемонического метода, любая поверхность при помощи какого-либо формального приема сокращается с максимально необходимой степенью точности. В любом случае скульптурная поверхность перед составлением ее модели должна быть "считана" при помощи трехмерных сканеров, либо создана средствами трехмерного моделирования.
При работе со скульптурными поверхностями используются три группы методов:
• методы аппроксимации (от лат. approximare – приближаться, методы приближенного описания), которые позволяют сохранить описание сложных кривых линий и поверхностей в виде простых уравнений;
• методы интерполяции (от лат. interpolatio – изменение – методы приближенного восстановления), которые позволяют по приближенно сохраненным данным восстановить исходную форму кривых линий и поверхностей;
• методы сглаживания, которые в обязательном порядке используются при работе с полигональными моделями и достаточно час- то - при построении качественных криволинейных поверхностей.
Конец 32 вопроса.