Ассистент Таранцев Игорь Геннадьевич 2D-графика Физиология цветового зрения. Цветовые системы координат. Векторная и растровая графика. Пространственное разрешение

Вид материала

Решение

Содержание Ntsc, pal, secam Программа лабораторных занятий (3 курс, 5 сем., 36 ч. зачет)

Подобный материал:

• План-конспект урока информатики в 7 классе Тема: «Растровая и векторная графика. Растровые, 51.02kb.
• 1. Технологии работы с графической информацией. Растровая и векторная графика. Аппаратные, 388.94kb.
• «Векторная графика», 238.74kb.
• Тема Лекций (ч.), 49.82kb.
• Растровая и векторная компьютерная графика, 952.38kb.
• Элективный курс по информатике и икт компьютерная графика, 84.46kb.
• Аннотации дисциплин, 456.29kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Инженерная графика» По специальности 230102-Автоматизированные, 269.94kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Компьютерная графика» По специальности 230102., 250.33kb.
• Адаптированная программа курса по выбору, 70.43kb.

Компьютерная графика

Программа курса лекций
(3 курс, 5 сем., 36 ч., экзамен)

Ассистент Таранцев Игорь Геннадьевич

2D-графика

1. Физиология цветового зрения. Цветовые системы координат. Векторная и растровая графика. Пространственное разрешение. Размеры изображения. Палитра, цветовое разрешение. Методы уменьшения цветового разрешения (подбор палитры), дизеринг: цветовой срез, метод упорядоченного возбуждения, распространение ошибки, метод цветовых кубов, комбинированные методы.

2. Стандарты цветного телевидения: NTSC, PAL, SECAM. Уплотнение спектра (гребенчатый фильтр). Искажения, возникающие при передаче телевизионных изображений.

3. Алгоритмы сжатия изображений: RLE, LZW, JPEG, Wavelet. Алгоритмы сжатия последовательностей изображений: MPEG (1,2,4).

4. Алгоритм Брезенхема для растрирования отрезка и дуги. Кривые Безье. Векторизация кривых. Растрирование контуров.

5. Законы визуального восприятия: иерархия отношений зрения и слуха, принцип избыточности, принцип группировки, восприятие пространства, восприятие движения и событий.

3D-графика

6. Векторная арифметика. Афинные пространства. Обобщенные координаты. Преобразования пространства.

7. Видовые преобразования и преобразования проекции. Грань, проекция грани, клиппирование. Геометрический конвейер.

8. Алгоритмы клиппирования, алгоритм Сазерленда-Коэна, алгоритм Лианга-Барского. Односторонние поверхности, отбраковка односторонних поверхностей. Заливка, алгоритм построчного сканирования. Понятия первичного и вторичных буферов.

9. Алгоритмы удаления невидимых поверхностей. Алгоритм художника, Z буфер. Сортировка для алгоритма художника.

10. Глобальная и локальная модель освещения. Общая теория метода трассировки лучей (первичные лучи, отраженные лучи, тени, преломление, дерево лучей). Метод излучательности.

11. Локальная модель освещения. Физика света, восприятие цветов, модели распространения света. Нормаль в вершине. Источники освещения. Преобразование нормали из одной системы координат в другую. Интерполяция Гуро и Фонга.

12. Отображение двухмерной текстуры на трехмерную поверхность. Текстурные координаты, билинейная, трилинейная и анизотропная фильтрации. Пертурбация нормалей. Трехмерные текстуры.

13. Продвинутые методики текстурирования (spherical environment mapping, cubic environment mapping, environment bump mapping, emboss bump mapping, per pixel lighting, polynomial texture maps).

14. Методы построения теней (проективные тени, stencil shadows, shadow maps, perspective shadow map).

Программа лабораторных занятий
(3 курс, 5 сем., 36 ч. зачет)

1. Фреймы и абстрактные типы данных. Фреймы в OpenGL. Матрицы преобразований в OpenGL. Видовое преобразования в OpenGL. Проективные преобразования в OpenGL (перспективное и параллельное преобразование).

2. Примитивы и атрибуты. Обработка многоугольников общего вида. Описание моделей средствами OpenGL (модель разноцветного куба).

3. Буферы OpenGL. Удаление нелицевых граней. Растровое преобразование с использование Z-буфера. Сортировка по глубине.

4. Описание источников света в OpenGL. Спецификация материалов в OpenGL. Закрашивание модели сферы. Эффект тумана и создание иллюзии глубины пространства.

5. Проективное наложение текстуры в системе OpenGL. Сглаживание погрешностей дискретизации. Смешивание изображений в OpenGL.

6. Тонирование сцен с множеством полупрозрачных объектов.

7. Иерархические графические модели (модель руки робота). Обход древовидных структур. Граф сцены. Анимация.

Задания

Задание № 1.

Моделирование средствами OpenGL цветного куба. Анимация матриц видового, проективного и модельного преобразования. Анимация параметров источника света и материалов. Применение эффекта тумана для создания иллюзии глубины пространства. Текстурирование куба с применением билинейной и трилинейной фильтрации. Текстурирование куба одной из продвинутых техник текстурирования, например, emboss bump mapping.

Задание № 2.

Выполнение на выбор одной из задач:

1. Моделирование броуновского движения средствами OpenGL.
   
2. Реализация трехмерного представления статистических данных. Реализация “облета” и модификации параметров.
   
3. Моделирование одного из природных феноменов: водная поверхность, огонь, облака.
   
4. Моделирование столкновения твердых тел на примере игры бильярд.
   

Литература

1. Певзнер Б. М. Качество цветных телевизионных изображений. М.: Радио и связь, 1988. 224 с.
   
2. Орлов А. Компьютерная анимация: возвращение на землю. Мир ПК № 9, 1993, стр. 95-104.
   
3. Роджерс Д.Ф., Адамс Дж. “Математические основы машинной графики” М. Машиностроение, 1980
   
4. Эйнджел Э. “Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL”, 2 изд.: М: Издательский дом “Вильямс”, 2001
   
5. Marc Stamminger George Drettakis “Perspective Shadow Maps” Proceedings of ACM SIGGRAPH 2002 July 2002
   
6. Tom Malzbender, Dan Gelb, Hans Wolters “Polynomial Texture Mapping (PTM)” Hewlett-Packard Laboratories ссылка скрыта
   
7. Cass Everitt and Mark J. Kilgard “Practical and Robust Stenciled Shadow Volumes for Hardware-Accelerated Rendering” NVIDIA Corporation, Copyright 2002 ссылка скрыта
   
8. D. Sim Dietrich Jr. “Per-Pixel Lighting”
   
9. NVIDIA Corporation, Copyright 2002 ссылка скрыта