🗊Презентация История развития и области применения компьютерной графики

Лекция 1 Лекция 1 История развития и области применения КГ Виды КГ Свет и цвет в КГ. Цветовые модели.

В.Верстак, С.Бондаренко, М.Бондаренко. 3dsMax8 [на 100%]. Питер, 2007. В.Верстак, С.Бондаренко, М.Бондаренко. 3dsMax8 [на 100%]. Питер, 2007. Ю.А.Шпак. 3dsMax9 Океан из капель. Москва, 2007. А.С.Стиренко 3dsMax9 Самоучитель. Москва, 2008. intuit.ru - Основы 3ds Max 2009

Компьютерная графика - это наука, предметом изучения которой является создание, хранение, обработка моделей и их изображений на ПК (раздел информатики, который занимается проблемами получения изображений на ПК: рисунков, чертежей, мультипликаций и т.д.) Задачи: создание 3-х мерного изображения; визуализация изобр.; действия с изобр. (поворот, масштабирование, перемещение и т.д.)

КГ выполняет автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и отображения графической информации с пом. компьютера. КГ выполняет автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и отображения графической информации с пом. компьютера. Графическая информация – это модели объектов и их изображения. Если пользователь может управлять характеристиками объектов, то говорят про интерактивную компьютерную графику.

История развития КГ 1930 г.- США В.Зворыкин создал ЭЛТ, что впервые позволило получить на экране движущиеся механические частицы; 1951г. в Массачусетском технологическом институте для системы противовоздушной обороны военно-морского флота США разработано первый дисплей для компьютера “Вихрь” (Джей Форрестер); 1961 г. студент Стив Рассел создал первую комп. видеоигру Spacewar. Первая анимация;

1962 г. Айвен Сазерленд (МТИ) создал программу компьютерной графики “Блокнот”; 1962 г. Айвен Сазерленд (МТИ) создал программу компьютерной графики “Блокнот”; В конце 70-х для космич. пром. появились летные тренажеры, основанные на комп. графике; 1982 г. фильм “Трон”, в котором впервые использовались кадры, синтезированные на компьютере. 1990 г. методы КГ - основной инструмент организации диалога “человек-комп.”

Области применения комп. графики Промышленность- комп. моделирование процессов с графическим отображением происходящего на экране. Наприм., разработка новых автомобилей происходит на комп. от стадии первичных эскизов внешнего вида корпуса автом. до рассмотрения поведения деталей автом. в различных дорожных условиях; Медицина – комп. томографы, позволяющие заглянуть внутрь тела и поставить правильный диагноз

Архитектура системы автоматизир. проектирования (AutoCad) позволяет сделать полный проект здания; Архитектура системы автоматизир. проектирования (AutoCad) позволяет сделать полный проект здания; Химики изучают сложные молекулы белков, пользуясь средствами комп. отображения данных; Телевидение и кинематография; Современные операционные системы работают в графическом режиме

Виды комп. графики Отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора

Растровая графика

Создается: Создается:   фотоаппаратами,   сканерами,   в растровом редакторе,   путем экспорта из векторного редактора. Преимущества: позволяет создать практически любой рисунок, независимо от сложности. Недостатки: большой размер файлов в простых изображениях.

Векторная графика

Простейшими объектами явл.: Точка - М (x,y) Прямая - y=kx+b Отрезок прямой - a(M;P) Кривая второго порядка x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0 Кривая третьего порядка x3+a1y3+a2x2y+a3xy2+a4x2+a5y2+a6xy+a7x+a8y+a9=0 Кривая Безье упрощенный вид кривой третьего порядка. Все задаются своими формулами

Растровые изображения плохо масштабируются, тогда как векторные м.б. неограниченно увеличены без потери качества

Фрактальная графика

Про фрактальную графику : www.klyaksa.ru Про фрактальную графику : www.klyaksa.ru

Фрактал (fractus - измельченный, сломанный, разбитый) -- геом. фигура, обладающая свойством самоподобия (составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком). Фракт. гр. - для автоматической генерации изображений путем матем. расчетов. Создание фракт. художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании

Простейший фрактал - триадная кривая (1904 р. математик Хельг фон Кох)

Снежинка Коха

Лист

Треугольник Серпинского

Множество Мандельброта

Применение комп. графики

Cвет и цвет Свет, как физическое явление представляет собой поток электромагнитных волн разной длинны и амплитуды. Глаз воспринимает эти волны в диапазоне 350~780 нм. Цвет это характеристика восприятия глазом электромагнитных волн разной длинны (длинна волны определяет для глаза цвет, а ее амплитуда - яркость)

Глаз человека

На рис. – кривые восприятия рецепторов глаза к эл.-магн. волнам различн.длинны На рис. – кривые восприятия рецепторов глаза к эл.-магн. волнам различн.длинны

Именно таким образом рецепторы глаза посылают в мозг человека сигнал RGB (красный, зеленый, синий)

Если цвет содержит все видимые длины волн в приблизительно равных количествах, то он наз. ахроматичным и при максимальной интенсивности воспринимается как белый, а при более низких интенсивностях – как оттенки серого. Если цвет содержит все видимые длины волн в приблизительно равных количествах, то он наз. ахроматичным и при максимальной интенсивности воспринимается как белый, а при более низких интенсивностях – как оттенки серого. Интенсивность света удобно рассматривать в диапазоне 0~1, і тогда нулевое значение соответствует черному цвету Если цвет содержит длины волн в неравных пропорциях, то его наз. хроматичным.

Для описания цвета в КГ используют различные цветовые модели Для описания цвета в КГ используют различные цветовые модели

Цветовая модель это способ формального описания цвета на основе составляющих его компонентов

Любой цвет является комбинацией трех основных: Любой цвет является комбинацией трех основных: красного (red), зеленого (green), синего (blue). При “смешивании” двух основных цветов образуется результирующий красный+зеленый=желтый, зеленый+синий=бирюзовый, синий+красный=лиловый. “Смешать” все три цвета – белый Все цвета “выключить” - черный

Модель RGB

Модель CMYK

Комп. программы при работе с цветовыми моделями имеют спец. инструменты для смешивания разл. цветов. Комп. программы при работе с цветовыми моделями имеют спец. инструменты для смешивания разл. цветов. Но т.к. художники не воспринимают метод смешивания RGB-цветов, разработчики ПО предложили три свойства цвета: оттенок (hue) – тон радуги; насыщенность (saturation) – содержи-мое в цвете серого; яркость (brightness) – интенсивность, с которой излучается цвет HSB-свойство

Модель HSB

RGB RGB телевизоры, мониторы Основн.компон: красный - Red зеленый -Green синий - Blue Основа : черный

Выводы История развития и области применения КГ Виды КГ (растровая, векторная, фрактальная) Свет и цвет в КГ (Свет-особенность видения человеком окружающей среды. Рецепторы глаза посылают в мозг человека сигналы RGB) Цветовые модели (RGB, CMYK, HSB)

Новое на 2014й http://www.plam.ru/compinet/3ds_max_2008_dlja_dizaina_intererov/p4.php По умолчанию в 3ds Max включена видовая система координат View (Видовая). Она характеризуется тем, что во всех окнах проекций, кроме перспективного, используется система координат экрана Screen (Экранная), в которой направление осей зависит от выбранного видового окна. Как вы уже знаете, все трехмерные объекты перемещаются по оси Х – горизонтально (справа налево и слева направо); по оси Y – к наблюдателю и от наблюдателя; по оси Z – вертикально (вверх и вниз) ( см. рис. 2.3). Эта система координат называется мировой, или глобальной (World). Глобальная система координат является единой системой координат для всех объектов сцены. Значок глобальной системы координат отображается в левом нижнем углу каждого вида. Глобальная система координат используется в окне проекции Perspective (Перспективный вид). Экранная система координат (Screen) используется в ортогональных видах, то есть в окнах проекций Тор (Вид сверху), Front (Вид спереди) и Left (Вид слева). В этих окнах проекций трехмерные тела спроецированы на заданную плоскость в виде двухмерных. Согласно системе координат Screen (Экранная), оси всегда одинаково повернуты в любом видовом окне: X – вправо,Y– вверх, а Z направлена от наблюдателя, то есть проецируется в точку. Видовая система координат (View) сочетает в себе две предыдущие системы.

Материал взят из http://www.intuit.ru Курс Алгоритмические основы современной компьютерной графики. Вопросы НУЖНО ДОПОЛНИТЬ Назовите основные области применения компьютерной графики. Каковы основные направления развития компьютерной графики? Какие задачи они решают? Расположите в убывающем порядке чувствительность рецепторов глаза к цветам: красный, зеленый, синий. Что является основой цветовой модели HSV и HLS? Какие геометрические объекты считаются примитивами? Какие требования предъявляются к набору геометрических примитивов? Модели Системы координат

Понятие компьютерной графики. Основные направления КГ: визуализация, обработка изображений и распознавание изображений. Понятие компьютерной графики. Основные направления КГ: визуализация, обработка изображений и распознавание изображений. Сферы применения КГ. Растровая графика. Основные элементы изображения. Сферы применения. Возможности и недостатки. Примеры программных средств для работы с растровой графикой. Векторная графика. Основные элементы изображения. Сферы применения. Возможности и недостатки. Примеры программных средств для работы с векторной графикой. Фрактальная графика. Принципы построения фрактального изображения. Пример. Сферы применения фрактальной графики. Основные понятия КГ: Разрешение изображения и его размер. Основные понятия КГ: Цветовое разрешение и цветовые модели Основные понятия КГ: законы колориметрии. Основные понятия КГ: Цветовая модель RGB.

Основные понятия КГ: Цветовая модель CMYK Основные понятия КГ: Цветовая модель CMYK Основные понятия КГ: Цветовая модель HSB Основные понятия КГ: Цветовая палитра. Виды палитр и их применение. Методы растрирования: амплитудная модуляция и частотная модуляция. Методы растрирования: антиэлайзинг, дизеринг. Геометрическое моделирование (понятия: моделирование, модель, математическая модель, геометрическая модель). Сферы применения геометрического моделирования. Геометрическое моделирование: Этапы геометрического моделирования: Методы ГМ. Система координат - понятие. Мировая система координат (МСК). Экранная система координат. Система координат сцены. Объектная система координат. Декартова система координат - понятие. Правая и левая ДСК. Системы координат в двумерном пространстве. Соотношение между ними. Системы координат в трехмерном пространстве. Соотношение между декартовой и цилиндрической системами координат