Введение. Компьютерная графика

Лекция № 1

Компьютерная графика.

Вопросы к экзамену по компьютерной графике

1. Компьютерная графика как наука. Задачи компьютерной графики.

2. Примитивы.

3. Атрибуты.

4. Структуризация изображений.

5. Свойства векторных и растровых изображений

6. Монохромные изображения.

7. Цветные изображения. Модель цвета Юнга.

8. Способы задания RGB-палитры.

9. Модель цвета Максвелла.

10. Цветовая модель CMYK.

11. Формирование цвета в мультимедийных приложениях.

12. Устранение ступенчатого эффекта. Дизеринг.

13. Стандарт GKS.

14. Конструкции мониторов.

15. Системы координат в машинной графике.

16. Центральные, параллельные и ортогональные проекции. Свойства. Построение ортогональных проекций.

17. Преобразование относительно начала координат.

18. Преобразование относительно произвольной точки.

19. Параметрические кубические кривые.

20. Полигональные сетки. Явное задание многоугольников.

21. Полигональные сетки. Список вершин.

22. Полигональные сетки. Список ребер.

23. Полигональные сетки. Форма Эрмита.

24. Полигональные сетки. Форма Безье.

25. Полигональные сетки. В-сплайны.

26. Отсечение в видимый объем. Алгоритм Коэна-Сазерленда.

27. Удаление скрытых линий и поверхностей.

28. Построение произвольной параллельной проекции.

29. Построение произвольной центральной проекции.

30. Построение теней. Стереоэффект.

31. Закраска поверхностей.

32. Метод Гуро.

33. Метод Фонга.

34. Прямая трассировка лучей.

35. Обратная трассировка лучей.

36. RLE4.

37. RLE8.

38. Метод Хаффмана.

39. Сжатие LZW.

40. JPG,MPG.

41. Формат DXF. Заголовки, блоки.

42. Формат DXF. Таблицы, примитивы.

43. Формат BMP.

Машинная графика появилась позже всего. Требуются очень серьёзные аппаратные ресурсы. Первые графические пакеты писались на заказ. Ни одна разработка с другой не стыковалась. Один из серьёзных пакетов был предназначен для корпорации «Фото». После появления микросхем памяти и носителей большого объёма реализация любой графики стала реальной. Первый вопрос, который стал была стандартизация. В области стандартизации выделяют два направления. Первый раздел, который позволяет хранить данные в формате понятном любому программному продукту, второй – обеспечение общего подхода к построению программных средств, чтобы обеспечить переносимость программного продукта с компьютера на компьютер. Здесь решаются проблемы получения устройствонезависимых программных продуктов. Имеется в виду способность работы при подключении другого устройства.

В 1985 году разработан первый стандарт Graphical Kernei System. В этом стандарте вопросу хранения данных не уделяется внимания, а скорее общее строение проекта.

Однозначного подхода хранению данных нет. Мало того, что разные форматы читаются на разном ПО плохо, но и их версии также различаются между собой. Обычно было так с форматом TIFF.

Машинной графикой называется совокупность методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления и из графической формы представления в числовую с помощью ЭВМ. С точки зрения математического аппарата выделяют 3 области:

1) Синтез изображения.

2) Анализ изображения.

3) Обработка изображения.

При синтезе изображения мы имеем в качестве исходного некоторый набор данных. На основе этих данных строится описание объекта и имея описание, мы его визуализируем. Результаты вычисления могут быть получены с помощью устройств ввода или могут быть результатом действия оператора. Например.

Линия – координаты начала и конца отрезка.

Описание – уравнение прямой через две точки.

Устройство ввода – планшет.

Действия оператора – на ручную сборку.

Любое изображение разбивается на сегменты. Сегмент и изображение может быть идентифицирован, подвергаться собственным образованиям и его можно хранить, выводить.

Пример. Организация занимается чертежами. В библиотеке сегмент (винт, гайка).

Противоположный синтезу – анализ. Мы имеем некоторое исходное изображение, из которого вычленяем участки по совокупности признаков. Сложнейший математический аппарат, который базируется на распознавании образов.

Пример. Распознаваемый объект черно-белый. Это некоторое изображение с погрешностью. У идеально правильного уже заранее получены последовательности записей. Производится последовательное сравнение каждого образа из библиотеки. Вычисляется некоторый параметр, который использует отклонение. Выбирается с наименьшими отклонениями. Исследуемый объект тождественно равный с которым получили наименьшие отклонения. Эта часть наименее изучена теоретически.

Обработка. Улучшить качество изображения. При обработке изображения основными методами являются изменение контрастности, яркости, подавление искажений и целый набор способов фильтрации. Изображения типа фотографий. Обработка аэрокосмической фотосъёмки.