120. Организация синтеза изображений.

Изображение, которому ставится в соответствие моделируемый аналог, называется оригиналом. При оценке степени соответствия синтезированного изображения и оригинала будем использовать три уровня подобия: * физическое * психофизическое (физиологическое) * психологическое Физическое подобие устанавливается на уровне трех групп характеристик: * геометрических ( пространственных ) * яркостных ( энергетических ) * временных. При физически точном подобии эти характеристики синтезированного изображения должны либо полностью соответствовать оригиналу, либо быть ему пропорциональными. При психофизическом уровне подобия соответствие устанавливается на уровне зрительных ощущений.

Психологическое подобие предполагает, что по общему восприятию синтезированное изображение и оригинал являются схожими.

В обобщенном виде процедуру синтеза изображения можно представить следующей формулой: Gси=Aмг * Gмод , где: Gмод - модель наблюдаемого объекта ( сцены ) Aмг - оператор преобразования (обрабатываемая программа системы машинной графики) Gси - двумерное изображение, сформированное системой Синтезированное изображение сопоставляется с оригиналом при визуальной или аппаратурной съемке. Gор=Gвиз=Aвиз*Gо, где: Gо - поле излучения объекта,

Aс - оператор преобразования при визуальном наблюдении в съемочной аппаратуре, Gвиз - изображение, полученное при визуальном наблюдении или съемке, Gор - изображение - оригинал. При физическом уровне подобия оригинал и синтезированное изображение должны быть идентичны: Gор <=> Gси

Для компьютерной техники это означает, что в синтезированном изображении и оригинале должны быть одинаковыми ракурсы наблюдения, яркостные и цветовые соотношения, тени, текстуры, масштабы и др.

121. Использование цифровых методов обработки изображений при определении взаимного положения точки и трехмерных объектов

Введенные правила задания примитивов позволяют формальными методами определять взаимное расположение любой точки и конкретного примитива. Зная правила объединения примитивов в объект, возможно определить взаимное положение точки и объекта. Взаимное положение охарактеризуем через признак или функцию принадлежности φ(X,Y,Z,Ф) (в более краткой записи φ(Ф)), где (X,Y,Z)– координаты точки; Ф– обозначение примитива, объекта или другой фигуры. Функция φ принимает значение -1, если точка (X,Y,Z) находится вне объекта Ф, φ =0, если точка лежит на поверхности Ф; φ =+-1, если точка лежит внутри Ф.

Точка лежит внутри примитива, если в этой точке значения всех функций, слагающих поверхность примитива, положительны. Точка лежит на поверхности примитива, если существует хотя бы одна функциональная поверхность, значение которой в точке равно нулю, а значения остальных функций неотрицательны. Точка лежит вне примитива, если существует хотя бы одна функция поверхности, значение которой в этой точке отрицательно.

Существуют правила определения взаимного положения точки и объекта, которые очень важны для реализации процесса построения изображения. При трассировании лучей световая прямая пересекается с множеством поверхностей различных примитивов. Прежде всего следует установить факт принадлежности очередной точки пересечения поверхности объекта. Этот факт зависит от взаимного расположения точки и примитивов и правила пространственного комбинирования примитивов.

На основании таблицы с правилами формальными методами может быть определено положение точки по отношению к сложному объекту, состоящему из многих примитивов. Например, пусть точка лежит на поверхности C, т.е. φ(C) = 0; вне A, т.е. φ(A) = -1; внутри B, т.е. φ (B) = -1, а объект задается описанием O = (A-B) & C. Необходимо определить φ (O). Сначала определим φ (A-B) = (-1) - (-1) = -1, затем φ(O)=(-1) & ( φ(C)) = φ[(-1) & (0)] = -1. В соответствии с принятой интерпретацией булевого выражения результат означает, что точка лежит вне объекта.