Общие соображения

ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНУЮ ГРАФИКУ

Машинная графика - сложная и разнообразная дисциплина, для изучения которой необходимо ее разделение на обозримые части. Основанием для раздела служит то, что конечным продуктом машинной графики является изображение. Оно может быть техническим чертежом, иллюстрацией с изображением деталей в разобранном виде в руководстве по эксплуатации, деловой диаграммой, архитектурным видом предлагаемой конструкции или проектируемого здания, рекламной иллюстрацией или кадром из мультфильма. В машинной графике фундаментальным связующим элементом является изображение. Следовательно, необходимо рассмотреть, как

- изображения представляются в машинной графике;

- изображения готовятся для визуализации;

- предварительно подготовленные изображения рисуются;

- осуществляется взаимодействие с изображением.

Хотя во многих алгоритмах геометрическими данными, описывающими изображения, выступают многоугольники и ребра, каждый многоугольник или ребро могут быть представлены своими вершинами. То есть, точки являются базовыми строительными блоками для представления геометрических данных. Не менее важны алгоритмы, осуществляющие организацию точек. В качестве иллюстрации рассмотрим прямоугольник f1, представленный своими вершинами (рис.1.1): s1 (2,1), s2 (6,1), s3 (6,3), s4 (2,3).

Соответствующее алгоритмическое описание может выглядеть так: соединить последовательно s1, s2, s3, s4, s1. Данный прямоугольник можно описать с помощью четырех ребер: a1 = s1-s2; a2 = s2-s3; a3 = s3-s4; a4 = s4-s1. Тогда алгоритмическое описание изображения будет: изобразить последовательно ребра a1, a2, a3, a4. Для описания прямоугольника можно использовать либо точки, либо ребра. Например, f1 = s1-s2-s3-s4-s1 или f1 = s1-s4-s3-s2-s1 или f1 = a1-a2-a3-a4.

Точки в зависимости от размерности пространства можно представлять либо парами, либо тройками чисел. Две точки могут представить отрезок или ребро, а совокупность из трех или более точек - многоугольник. Эти точки, ребра, многоугольники накапливаются или хранятся в базе данных.

Данные, из которых получают рисунок, редко совпадают с данными, служащими непосредственно для рисования. Данные, используемые для вывода изображения, часто называют дисплейным файлом. В нем содержится некоторая часть, вид или сцена изображения, представленного в общей базе данных. Выводимое изображение обычно формируется с помощью операций переноса, поворота, масштабирования и вычисления различных проекций данных. Как правило, эти основные видовые преобразования выполняются с помощью матричных (4x4) операций над данными, представленными в однородных координатах. Специализированная вычислительная техника реализует эти операции аппаратно. Прежде чем рисовать окончательный результат, можно добавить удаление невидимых элементов, произвести закраску, учесть влияние прозрачности, нанести текстуру и воспроизвести цветовые эффекты. Если не надо рисовать изображение, представленное во всей базе данных, то следует выбрать соответствующую его часть. Данный процесс называется отсечением. Отсечение может быть двумерным или трехмерным.

Дата добавления: 2014-01-11