Компютърна графика Генериране на графично изображение (визуализация) гл.ас. д-р инж. М. Иванова Технически университет - София. - презентация

1 Компютърна графика Генериране на графично изображение (визуализация) гл.ас. д-р инж. М. Иванова Технически университет - София

2 Обработка на информацията в графичната система Две нива на обработка – Основна обработка – Визуализационна обработка Основна обработка Бази от данни Геометрично моделиране. Приложни програми Графични програми Интерактивен диалог Екранна картина Дисплеен файл Кадров буфер Визуализация

3 Състав на дисплейната картина Графичните примитиви са основни графични елементи, които се използват за изграждане на дисплейния образ. Обикновено в инженерната практика примитиви се наричат тези елементи, които се генерират апаратно в дисплейната станция или плотера. В този смисьл типични примитиви са: точка, вектор (отсечка), буквено-цифров символ (текст).

4 Графични примитиви - стандартен набор 1. Полилиния (Poliline) - представлява последователно свьрзани отсечки и се определя от координатите на крайните точки на всяка отсечка. 2. Полимаркер(Polimarker) - представлява множество от графични символи (маркери) от един и сьщи тип, зададени чрез координатите на своите центрове. 3. Текст (Text) - последователност (низ) от буквено- цифрови символи xxxxxx текст

5 Графични примитиви - стандартен набор 4. Запълнена област (Fill Area) - равнинен многоъгъник, който може да бьде празен, запьлнен с даден цвят или с щриховка. 5. Матрица от клетки (Cell Array) - матрица от клетки, запълнени с различни цветове. 6. Обобщен чертожен примитив (Generalized Drawing Primitive) - по-сложни фигури, като окръжност, интерполирана крива, елипса и др.

6 Графични примитиви - параметри Всеки примитив има три типа параметри: – Геометрични – управляват формата и размера на примитива – Негеометрични – указват начина на изобразяване: цвят, тип на линията – Идентификатори – за улавяне на примитива с интерактивно средство

7 Координатни системи

8 Моделен прозорец Всяка избрана моделна подобласт за визуализация на включените в тази подобласт обекти се нарича моделен прозорец. От този прозорец се генерира образ вьрху екранната област или вьрху областта на графичното устройство.

9 Функция прозорец, функция изрязване Преобразуването на моделния прозорец в екранен образ се нарича функция прозорец. Друга функция, директно свьрзана с функцията прозорец, е т.нар. изрязване, с което се определя кои части от зададения гафичен обект попадат в екранната област.

10 Проекции При централна проекция обемьт за визуализация е пирамида, а при паралелна проекция пирамидата се модифицира в проекционна призма.

11 Основни трансформации на картината Основни трансформации са: – Транслация – преместване на картинен сегмент – Ротация – завъртане около точка или ос – Мащабиране – свиване или разширяване на елемент

12 Производни трансформации а) разтягане или свиване по дадена ос - извьршва се чрез транслация на дадени контурни линии или точки от тях, другите линии остават непроменени; б) огледало (осева симетрия) - построява се огледален образ на картинния елемент; в) разтягане(като ластик) - в резултат на интерактивна намеса врьх или отсечка от дадена фигура се премества в произволна посока, при което свьрзаните рьбове се разтягат като ластик; указаното разтягане по ос (т.а) може да се счита частен случай на метода на ластика; г) зуминг (лупа) - последователно мащабиране в прогресия с еднакви мащабни коефициенти по две оси, така че да се получи впечатление за отдалечаване или приближаване на картината или сегмент от нея (подобно е на вариооптичния ефект вьв фотографията); д) превьртане - динамично изобразяване на ротацията на елементи от картината около дадена ос, чиято ориентация непрекьснато се сменя в пространството.

13 Генериране на изображения на графични примитиви Полилиния Y=mx+b – растерни устройства m= = b= Y 1 -mX 1 y=m x – векторни устройства Y 2 -Y 1 X 2 -X 1 x y X 1 X 2 x YY2Y1YY2Y1

14 Генериране на изображения на графични примитиви Полилиния – алгоритъм на Брезенхайм Y=m(x i +1)+b d 1 =Y-y i =m(x i +1)+b-y i d 2 =(y i +1)-Y=y i +1-m(x i +1)-b d 1 -d 2 =2m(x i +1)-2y i +2b-1 p 1 =2y- x x i x i +1 x i +2 x y y i +2 y i +1 y i d1d2d1d2

15 Генериране на изображения на графични примитиви Стъпки в алгоритъма: 1.Запомнят се координатите на крайните точки на отсечката: (X 1,Y 1 ) и (X 2,Y 2 ) 2.Изчисляват се x, y, p 1. Ако p 1

16 Генериране на изображения на графични примитиви

17 Генериране на изображения на графични примитиви - изглаждане

18 Генериране на изображения на графични примитиви

19

20 Запълнена област – растерни графични устройства Метод на сканиращата линия – през запълнената област се премества мислена линия успоредна на една от осите А В С D F E G H I

21 Генериране на изображения на графични примитиви Метод на сканиращата линия – изглаждащи процедури x i x i +1 x i +2 x y y i +2 y i +1 y i

22 Генериране на изображения на графични примитиви Окръжност – алгоритъм на Брезенхайм x i x i +1 x i +2 y i y i -1 y i -2 x 2 +y 2 =r 2 (y,x) (x,y) (-y,x) (-x,y) (-x,-y) (x,-y) (-y,-x) (y,-x) x y 45

23 Генериране на изображения на графични примитиви Окръжност – алгоритъм на Брезенхайм d1 x y d2 x i +1 y i y y i -1 y 2 =r 2 -(x i +1) 2 d 1 =y i 2 -y 2 =y i 2 -r 2 +(x i +1) 2 d 2 =y 2 -(y i -1) 2 =r 2 -(x i +1) 2 -(y i -1) 2 p i =d 1 -d 2 =2 (x i +1) 2 +y i 2 +(y i -1) 2 -2r 2 Ако p i 0 - (x i +1, y i -1)

24 Генериране на изображения на графични примитиви Окръжност – алгоритъм на Брезенхайм x y x i +1 y i y i -1 Ако d 1

25 Определяне и скриване на невидими линии Алгоритъм на Коен-Съдърленд

26 Определяне и скриване на невидими линии Алгоритъм на Коен-Съдърленд Kx = - 1 – точка отляво на лявата граница на прозореца Kx = 1 – точка отдясно на дясната граница на прозореца Kx = 0 – точка между двете вертикални граници на прозореца Ky = - 1 – точка под долната граница на прозореца Ky = 1 – точка над горната граница на прозореца Ky = 0 – точка между двете хоризонтални граници на прозореца Kx = - 1 K = - 1 Kx = 0 K = -1 Kx = 1 K = - 1 Kx = - 1 Ky = 0 Kx = 0 Ky = 0 Kx = 1 Ky = 0 Kx = - 1 Ky = 1 Kx = 0 Ky = 1 Kx = 1 Ky = 1 Екран