Иваново 2010
При вивченні даної теми необхідно звернути увагу на абстрактне право і мораль є двома односторонніми моментами, які набувають своєї дійсності і конкретності в моральності, коли поняття свободи об’єктивується в наявному світі у вигляді сім’ї, громадянського суспільства та держави. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» (ИГТА) Кафедра прикладной математики и информационных технологий
Курс лекций по дисциплине
Иваново 2010 Настоящий курс составлен по дисциплине «Алгоритмические основы машинной графики» для студентов специальности 074000
Составитель Румянцев Н.А
Научный редактор доктор техн. наук, проф. Н.А. Коробов
Печатается в авторской редакции
Лицензия ИД №06309 от 19.11.2001. Подписано в печать 18.09.2005.Формат 1.16 6084. Бумага писчая. Плоская печать. Усл.печ.л.1, _.Уч. –изд.1,.Тираж 20экз. Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии ЗАО «ИКУБ» 153000 г. Иваново, пр. Ф.Энгельса, 21
Содержание Лекция №1. 7 Предмет и область применения компьютерной графики. 7 1. Отображение информации. 7 2. Проектирование. 8 3. Моделирование. 8 4. Графический пользовательский интерфейс. 8 Краткая история. 9 Технические средства поддержки компьютерной графики. 11 Вопросы и упражнения. 16 Лекция №2. 17 О природе света и цвета. 17 Цветовой график МКО.. 19 Цветовые модели RGB и CMY.. 21 Цветовые модели HSV и HLS. 23 Пространство CIE Luv. 26 Вопросы и упражнения. 29 Лекция №3. 30 Геометрические преобразования. 30 Системы координат и векторы.. 30 Уравнения прямой и плоскости. 35 Аналитическое представление кривых и поверхностей. 36 Пересечение луча с плоскостью и сферой. 38 Лекция №3 (продолжение) 40 Интерполяция функций одной и двух переменных. 40 Матрицы.. 42 Геометрические преобразования (перенос, масштабирование, вращение) 43 Переход в другую систему координат. 47 Задача вращения относительно произвольной оси. 48 Вопросы и упражнения. 50 Лекция №4. 51 Введение в растеризацию кривых. 51 Изображение отрезка с целочисленными координатами концов. 51 Цифровой дифференциальный анализатор. 52 Алгоритм Брезенхема. 54 Алгоритм Кастла-Питвея. 54 Изображение отрезка с нецелочисленными координатами концов. 55 Изображение окружностей. 57 Алгоритм Брезенхема. 57 Изображение эллипсов. 61 Построение по неявной функции. 61 Построение путем сжатия окружности. 61 Лекция №5. 63 Представление геометрической информации Геометрические примитивы.. 63 Полигональные модели. 64 Воксельные модели. 64 Поверхности свободных форм (функциональные модели) 65 Системы координат: мировая, объектная, наблюдателя и экранная. 65 Однородные координаты. Задание геометрических преобразований в однородных координатах с помощью матриц. 68 Вопросы и упражнения. 71 Лекция №6. 72 Отсечение (клиппирование) геометрических примитивов. 72 Алгоритм Сазерленда-Коэна отсечения прямоугольной областью.. 72 Отсечение выпуклым многоугольником. 77 Клиппирование многоугольников. 79 Вопросы и упражнения. 81 Лекция №7. 82 Удаление невидимых поверхностей и линий. 82 Удаление нелицевых граней многогранника. 83 Метод Z-буфера. 87 Методы приоритетов (художника, плавающего горизонта) 88 Алгоритмы построчного сканирования для криволинейных поверхностей. 91 Метод двоичного разбиения пространства. 91 Метод трассировки лучей. 93 Вопросы и упражнения. 95 Лекция №8. 97 Проецирование пространственных сцен. 97 Основные типы проекций. 97 Параллельные проекции. 98 Центральные проекции. 100 Математический аппарат. 100 Ортогональные проекции. 101 Косоугольные проекции. 102 Центральные проекции. 102 Специальные картографические проекции. Экзотические проекции земной сферы 105 Стереографическая проекция. 105 Гномоническая проекция. 106 Ортографическая проекция. 106 Проекции на цилиндр. 107 Проекция Меркатора. 107 Проекции на многогранник. 108 Необычные проекции. 108 Вопросы и упражнения. 109 Лекция 9. 110 Растровое преобразование графических примитивов. 110 Алгоритм Брезенхема растровой дискретизации отрезка. 110 Алгоритмы Брезенхема растровой дискретизации окружности и эллипса. 114 Алгоритмы заполнения областей. 117 Вопросы и упражнения. 119 Лекция 10. 120 Закрашивание. Рендеринг полигональных моделей. 120 Простая модель освещения. 120 Закраска граней. 123 Плоское закрашивание. 123 Закраска методом Гуро. 124 Закраска методом Фонга. 125 Более сложные модели освещения. 125 Устранение ступенчатости (антиэлайзинг) 127 Вопросы и упражнения. 130 Лекция 11. 131 Визуализация пространственных реалистических сцен. 131 Свето-теневой анализ. 131 Метод излучательности. 133 Глобальная модель освещения с трассировкой лучей. 134 Текстуры.. 137 Вопросы и упражнения. 140 Учебники к курсу. 141 Список литературы.. 141
|
63
