Е. А. Снижко компьютерная геометрия и графика

Министерство образования и науки Российской Федерации

Балтийский государственный технический университет "Военмех"

Институт систем управления и управляющих систем

Кафедра информационных систем и компьютерных технологий

Е. А. СНИЖКО

КОМПЬЮТЕРНАЯ

ГЕОМЕТРИЯ И ГРАФИКА

Конспект лекций

Санкт-Петербург

2005

УДК 681.3.06 (075)

С 53

Снижко, Е.А.

С 53 Компьютерная геометрия и графика: Конспект лекций / Е.А. Снижко; Балт. гос. техн. ун-т. – СПб., 2005. – 132 с.

В конспекте лекций, соответствующем одноименному курсу, освещаются основные направления и задачи компьютерной графики, методы и средства ее создания. Рассматриваются базовые понятия растровой, векторной и фрактальной графики, приводится необходимый математический аппарат, анализируются основные алгоритмы визуализации двумерных и трехмерных объектов.

Для студентов инженерных специальностей.

УДК 681.3.06 (075)

Р е ц е н з е н т д-р пед. наук, проф. каф. информатики и ВТ Тульского гос. пед. ун-та А.Р. Есаян

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

© Е.А. Снижко, 2005

© БГТУ, 2005

П р е д и с л о в и е

В сфере компьютерной графики (КГ) существуют три основных направления: визуализация, обработка и распознавание изображений. Каждое из них направлений требует своего программного обеспечения и определенных профессиональных навыков. Кроме того, специфика профессиональной области определяет круг задач, связанных с компьютерной графикой, а также объем и глубину знаний, необходимых для их решения.

Предлагаемый конспект лекций, соответствующий программе одноименного курса, содержит материал, необходимый для знакомства с основными задачами и проблемами в сфере обработки графической информации.

В пособии описывается математический аппарат и основанные на нем методы геометрического моделирования, приводятся наиболее известные алгоритмы для решения различных задач визуализации и обработки изображений.

При описании алгоритмов и методов анализируются их особенности и ограничения, что позволяет студенту самостоятельно выбрать тот или иной метод для решения конкретной задачи. Лекции содержат описание алгоритмов в формально-словесной форме, что дает возможность при выполнении лабораторных работ по своему усмотрению выбрать язык для реализации указанных алгоритмов.

Пособие построено таким образом, что фрагменты его могут быть использованы и при изучении других дисциплин в рамках курса информатики.

Первые шесть лекций содержат основные понятия компьютерной графики, обзор программных средств, дают представление о методах кодирования цвета, цветовых моделях и палитрах. Следующий блок курса – лекции 7 - 10 – посвящен методам геометрического моделирования и содержит описание математических моделей для визуализации и анализа изображений. Лекции 11 - 13 включают описание основных алгоритмов визуализации, таких как базовые растровые алгоритмы, алгоритмы закрашивания, методы формирования фрактальных изображений. Материал лекций 14 - 16 отражает приемы геометрического моделирования и основные алгоритмы визуализации трехмерных объектов. В последней лекции курса приводятся необходимые сведения об аппаратных средствах обработки графической информации, дается обзор популярных в настоящее время стандартов и систем программирования компьютерной графики.

Приложения к конспекту лекций содержат описание наиболее распространенных форматов графических файлов, примеры программ для генерации фрактальных изображений.

В тексте пособия можно встретить сокращения, используемые без расшифровки: КГ – компьютерная графика; ГМ – геометрическое моделирование; СК – система координат; ПС – программное средство. Остальные аббревиатуры вводятся и комментируются непосредственно в тексте.