Опубликован: 20.10.2007 | Уровень: специалист | Доступ: свободно
Излагаются методы, алгоритмы и технические средства компьютерной графики. В основу изложения положены наиболее распространенные алгоритмы двумерной и трехмерной графики. Уделяется внимание также вычислительной геометрии и оценкам сложности алгоритмов.
Курс дает представление о современных технических и программных средствах компьютерной графики. Значительная часть курса уделена математическому аппарату, используемому в алгоритмах работы с изображениями. Излагаются способы представления геометрической информации. Рассматриваются различные виды проекций трехмерных объектов на плоскость, а также некоторые специальные картографические проекции. Описываются основные методы работы с цветом в задачах визуализации, способы закрашивания геометрических тел.
Цель: Познакомить теоретически и практически с методами, алгоритмами и специальными приемами работы с плоскими и трехмерными графическими объектами.
Необходимые знания: Желательно знакомство с основами аналитической геометрии и линейной алгебры, начальные сведения по математическому анализу. Необходимо знакомство с языком программирования C.
План занятий
| Занятие | Заголовок << | Дата изучения |
|---|---|---|
| - | ||
Лекция 152 минуты | Общее введение в компьютерную графику
Предмет и области применения компьютерной графики. Краткая история развития компьютерной графики. Технические средства поддержки компьютерной графики: ЭЛТ, устройства ввода, видеоадаптер, графопостроители, принтеры, сканеры. Программные средства поддержки компьютерной графики: драйверы устройств, библиотеки графических программ, специализированные графические системы и пакеты программ
Оглавление | - |
Тест 118 минут | - | |
Лекция 243 минуты | Цвет в компьютерной графике
Цветовые модели: RGB,HSV, CMY и другие. Переход от одной модели к другой. Цветовой график МКО. Однородные цветовые пространства Luv, PHS
Оглавление | - |
Тест 218 минут | - | |
Лекция 31 час 54 минуты | Геометрические преобразования
Системы координат и геометрические преобразования (параллельный перенос, масштабирование, вращение). Задание геометрических преобразований с помощью матриц. Конгруэнтные преобразования. Переход в другую систему координат. Задача вращения относительно произвольной оси
Оглавление | - |
Тест 330 минут | - | |
Лекция 436 минут | Представление геометрической информации
Геометрические примитивы. Системы координат: мировая, объектная, наблюдателя и экранная. Однородные координаты. Задание геометрических преобразований в однородных координатах с помощью матриц
Оглавление | - |
Тест 418 минут | - | |
Лекция 543 минуты | Отсечение (клиппирование) геометрических примитивов
Алгоритм деления отрезка пополам. Коды Сазерланда — Коэна. Клиппирование многоугольников. Штрихование многоугольной области. Переход к трехмерному клиппированию пирамидой видимости
Оглавление | - |
Тест 518 минут | - | |
Лекция 61 час 8 минут | Удаление невидимых поверхностей и линий
Исторический экскурс. Методы переборного типа. Метод Z-буфера. Методы удаления нелицевых граней многогранника. Алгоритмы Варнака и Вейлера — Азертона. Методы приоритетов (художника, плавающего горизонта). Метод двоичного разбиения пространства. Алгоритмы построчного сканирования для криволинейных поверхностей. Алгоритм определения видимых поверхностей путем трассировки лучей
Оглавление | - |
Тест 624 минуты | - | |
Лекция 750 минут | Проецирование пространственных сцен
Основные типы проекций. Прямая и перспективная проекция. Специальные картографические проекции. Экзотические проекции земной сферы
Оглавление | - |
Тест 721 минута | - | |
Лекция 838 минут | Растровое преобразование графических примитивов
Алгоритмы Брезенхема растровой дискретизации отрезка. Алгоритмы Брезенхема растровой дискретизации окружности и эллипса. Алгоритмы заполнения внутренних областей
Оглавление | - |
Тест 818 минут | - | |
Лекция 938 минут | Закрашивание. Рендеринг полигональных моделей
Модели освещения. Закраска граней: плоское закрашивание, метод Гуро, метод Фонга. Устранение ступенчатости (антиэлайзинг)
Оглавление | - |
Тест 918 минут | - | |
Лекция 1044 минуты | Визуализация пространственных реалистических сцен
Свето-теневой анализ. Метод излучательности. Глобальная модель освещения с трассировкой лучей. Алгоритм обратной трассировки
Оглавление | - |
Тест 1018 минут | - | |
5 часов | - |
