Фрактальная графика и область ее применения

Векторная графика, понятие, преимущества и недостатки.

В векторной графике базовым элементом изображения является линия. Линия описывается как единый объект, и поэтому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике.

Свойства линии:

- форма (прямая, кривая),

- толщина,

- цвет,

- начертание - стиль (сплошная, пунктирная).

- заполнение (присущее замкнутым линиям)

Векторную графику называют объектно-ориентированной.

Имеются объекты – примитивы: эллипс, прямоугольник, линия. Эти примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений.

Описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания этого же объекта в растровой графике потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы больше памяти.

Математические основы векторной графики:

Точка – объект на плоскости с координатами x, y.

Прямая линия – ей соответствует уравнение y=k×x+b.

Отрезок прямой требует еще двух параметров начала (x1, y1) и конца (x2, y2) отрезка.

Кривая второго порядка – парабола, гипербола, эллипс, окружность.

Задается формулой: x2 + a1×y2 + a2×x×y +a3×x + a4×y + a5 = 0

Кривая третьего порядка – наличие точки перегиба.

Преимущества векторной графики:

- простота масштабирования изображения без ухудшения его качества;

- независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения от выбранной цветовой модели.

Недостатки векторной графики:

- любое изображения необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов.

Эта графика основана на математических вычислениях.

Базовым элементом графики является математическая формула, т.е. ни каких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом строятся простейшие структуры и сложные иллюстрации (трехмерные объекты).

Понятия трехмерной графики

Используется в исследованиях, инженерном проектировании, компьютерном моделировании объектов. Можно имитировать взрывы, дождь, огонь, дым, туман.

Для пространственного моделирования объекта требуется:

- спроектировать и создать виртуальный каркас объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме;

- спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам похожие на реальные материалы;

- присвоить материалы различным частям поверхности объекта;

- настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, (задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, объектов и поверхностей);

- задать траектории движения объектов;

- рассчитать траектории движения объектов;

- наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.

Для создания реалистической модели объекта используют

- геометрические примитивы (прямоугольник, куб, шар, конус и т.п.),

- гладкие – сплайновые поверхности.

Одной из областей трехмерного моделирования являются тренажеры технических средств – автомобилей, судов, летательных и космических аппаратов.

В них необходимо точно реализовывать технические параметры объектов и свойства окружающей физической среды.

Современные тренажеры обучают пилотированию космических кораблей и военных летательных аппаратов. Создают станции на мощных процессорах, скоростных видеоадаптерах с ускорителями трехмерной графики.

Стоимость таких комплексов выражается 9-значными цифрами, но их применение окупается достаточно быстро, т.к. обучение на реальных аппаратах в десятки раз дороже.

Программные средства обработки трехмерной графики

Для работы на ПК используются три пакета:

– 3D Studio Max; //фирмы Kinetics Для платформы Windows

– Soft image 3D; //компания Microsoft Для платформы Windows

– Maya. //компания Alias Wave front Для различных ОС,

в том числе и для Windows.

3D Studio Max – «полупрофессиональный» пакет, предназначенный для разработки качественных трехмерных изображений объектов неживой природы с мощными световыми эффектами.

Для работы требует компьютеры среднего уровня оснащенности.

Soft image 3D – имеет богатые возможности моделирования, наличие большого числа регулируемых физических и кинематографических параметров. Является стандартом на специализированных графических станциях, а на платформе IBM PC выглядит тяжеловато и требует мощных аппаратных ресурсов.

Maya – наиболее революционный с точки зрения интерфейса и возможностей. Имеет удобный настраиваемый интерфейс и модульное построение.

Инструментарий Maya поддерживает 4 группы:

- анимацию,

- моделирование,

- физическое моделирование,

- визуализацию.

В состав пакета входит: ядро (основные инструменты моделирования, кинематики, обработка звука, движения физических твердых тел), эффекты обработки систем частиц и мягких тел, моделирование объектов и одежды, поверхностей, покрытых мехом или шерстью, компьютерная анимация.

Дата добавления: 2015-04-24