Лекции - Технологии Мультимедиа, страница 3

Указанные знаки могут применяться только с числами.Знаки *, \ " от предшествующих чисел не отбивают, от последующих чисел или обозначений шкалы отбивают на 2 п.Многозначные числа, набранные арабскими цифрами, разбивают на классы щпациями2 п. Разбивку не делают для четырехзначных чисел, десятичных дробей и обозначений номеров и стандартов. От относящихся к ним знаков и наименований числа отбивают полукегельной. Наращения к числительным присоединяют дефисом без отбивок. Простые дроби отцелой части числа не отбивают. В обозначениях числа арабские и римские и буквы с точкамии без точек между собой не разбивают.

В неответственных изданиях числа от наименованийдопускается отбивать межсловным пробелом.14Векторная графика.Типы компьютерных изображений.Имеются два основных класса компьютерных изображений: векторные и растровые.Векторные изображения, известные также как объектно - ориентированные изображения, определяются узловых множеством точек, связанных математическими соотношениями.Растровые изображения задаются матрицей, описывающей точки экрана и их цвет.Чем выше качество растрового изображения (больше пикселей и больше глубина цвета), тембольше потребуется памяти для хранения информации для каждого пикселя. Суть принципаточечной графики: если надо закодировать какой-то объект, то на него "накладываем" сеткуи создаем матрицу (таблицу) той же размерности, заполняя единицами ячейки, наложенныена объект, и нулями вне объекта.

Если границы оригинал - объекта параллельны границамячеек сетки, получается идеальная матрица (bitmap) из нулевых и единичных битов, котораяпредставляет закодированное изображение объекта. Если эту матрицу вывести на экран илипринтер или на диск для хранения, то получим оттиск объекта.Растровые изображения ближе к фотографии, поскольку позволяют более точно воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность, плавностьпереходов, тональность и пр. В отличие от векторных изображений растровые изображенияплохо масштабируются, нужные масштабы и разрешение задаются при создании изображения. Один из способов получения растровых изображений - сканирование фотографий илислайдов.

Существуют также разнообразные пакеты компьютерной графики, создающиерастровые изображения. Более профессиональные пакеты предлагают пользователям разнообразные графические эффекты, которые позволяют в некоторых случаях достигать изображений, сравнимых с "ручным" рисование или фотографией.Если посмотреть на фрагмент растрового изображения в увеличенном виде, то можнозаметить, что плавная линия представляется в виде ступени, но при высокой разрешающейспособности и большом числе цветов эти ступеньки не заметны для глаза.Векторное изображение может отличаться очень высокой точностью передачи линийи сложных геометрических форм. Векторная графика не дает особых преимуществ в передаче оттенков или текстуры по сравнению с растровыми изображениями, но все же имеет рядпреимуществ: несложные векторные изображения обладают меньшими размерами по сравнению с растровыми изображениями; векторные изображения являются масштабируемыми, что означает возможность их увеличения или уменьшения без каких - либо искажений;15 в векторных изображениях часто раздельно представлены координаты векторов (точек) и характеристики их визуализации, что позволяет легко получатьразнообразные визуальные образы для одной математической (геометрической) формы.Рис.

4 . Пример растрового и векторного изображения.Векторные изображения не могут быть получены путем сканирования или перехватаэкранных изображений. Они создаются с помощью специальных пакетов векторной графикиили путем специальных математических преобразований растровых изображений. В векторной графике невозможно использование библиотеки эффектов (фильтров), используемых в16растровой графике. Векторная графика ограничена в живописных средствах и не позволяетполучить фотореалистичные изображения с тем же успехом что и растровая. Причиной этогоявляется тот факт, что векторная графика оперирует с более громоздкими объектами, чемпиксель.

Структуру любой векторной иллюстрации можно представить себе в виде иерархического дерева. В таком дереве сама иллюстрация занимает верхний уровень, а её составныечасти – более низкие уровни.Основным элементом векторной графики является линия. Узлы и отрезки находятсяна самом нижнем уровне. Существует несколько типов линий и узлов. Узел задаётся паройчисел (x,y).Сегментом называется отрезок, соединяющий два узла.Заливка – это узор или цвет, выводимый в замкнутой области, ограниченной кривой.123Рис. 5 . 1 – исходное изображение, 2 – рисунок (как совокупность векторов), 3 – разгруппированный рисунок в виде набора контуров, 4 - представление рисунка в виде сегментов, состоящих из узлов и отрезков, модификация рисунка путём изменения положения узлов и управляющих точек, 5 – однотонная заливка.Традиционно векторная графика широко использовалась в геоинформационных системах (ГИС) и картографии.

Векторные форматы более компактны и с ними легче было ра-17ботать. Современные ГИСы чаще используют теперь векторно - растровые технологии. Некоторые задачи, например, интерполяцию точечных изображений на поверхность, прощерешать на растровых изображениях. Кроме того, здесь часто приходится иметь дело с фотографиями поверхности Земли, полученными со спутников. Такие снимки преобразуются впроекции карты, где начинают применяться методы математического моделирования.Заполнение многоугольника.

Способы: Определением принадлежности пикселя экрана многоугольнику. Штриховкой. Заливка области с затравкой.Определение принадлежности пикселя многоугольнику. Простейший способ заполнения многоугольника – определять, принадлежит ли пиксель многоугольнику или нет.Рис. 6. Определением принадлежности пикселя экрана многоугольникуЕсли пиксель внутри - суммарный угол, составленный отрезками, соединяющих пиксель и вершины = 360°. Пиксель снаружи – суммарный угол = 0°Штриховка. Просматриваются пиксели, лежащие на одной строке и закрашиваютсяте, которые принадлежат многоугольнику.Рис. 7 . Заполнение шриховкой.Для каждой строки сканирования вычисляются X - координаты пересечений со всемиребрами, X - координаты пересечений сортируются, закраска ведется между парами отсортированных координат.18Заливка области с затравкой. Задаются: заливаемая (перекрашиваемая) область,· кодпикселя, которым будет выполняться заливка, начальная точка в области, начиная с которойначнется заливка.

Закрашиваются те пиксели, которые являются соседними с затравочным.Потом происходит переопределение затравочного пикселя.Расширением двумерной графики является трёхмерная векторная графика, нашедшаясвоё широкое применение в программах анимации.Рис. 8. Правая и левая системы координат.Система координат называется правой, если для совмещения с положительной полуижения расположенного вдоль оси Z и поворачивающегося против часовой стрелки правоговинта и положительной полуоси Z совпадают.В однородных координатах точка представляется четырехмерным вектором [ x y z w ],где w =1, а матрицы преобразований имеют размер 4×4. Точка в пространстве определяетсявектором а с учетом однородных координат - (X,Y,Z,H) или (X*,Y*,Z*,1).Преобразование в однородных координатах:[ xn yn zn wn ] = [ x y z w ] ·T.Обобщенная матрица преобразования для трехмерного случая имеет вид:A B CD E FT H I JL M NЭта матрица состоит из четырех частей:PGRS Матрица 3*3 меняет масштаб, осуществляет сдвиг и вращение изображения, 1*3 – перенос, 3*1 – преобразование в перспективе, 1*1 – общее изменение масштаба. 3 * 3 3 * 1 1 * 3 1 * 1 19Изменение масштаба:(X,Y,Z,1)* = (AX, EY, JZ, 1).A 00 ET 0 00 00 00 0J 00 1 Сдвиг:(X,Y,Z,1)* =(X+YD+HZ, BX+Y+IZ,CX+FY+Z,1).1DT H0B C1FI1000001 Вращение: cos( ) 0TX  sin( ) 00  sin( ) 0 1000 cos( ) 0 001 000 0 cos( ) sin( )TY  0  sin( ) cos( )000 cos( ) sin( ) 0 0   sin( ) cos( ) 0 0 TZ  001 0 0001где T – вращение относительно указанной оси.Пространственный перенос:(X,Y,Z,1)* = (X+L, Y+M, Z+N, 1).Проецирование:1 00 0T 0 10 00 00 00 00 1 1 00 1T 0 0L M001N0001 0001 20Комбинированные вращения, которые следуют за проецированием из центра, лежащего в бесконечности, являются основой для получения аксонометрических проекций всехтипов.

Для наиболее распространенных типов аксонометрических проекций - изометрии идиметрии - углы поворота имеют следующие значения:z =-450, x=350; y=-200; x=200.Для построения косоугольных проекций пользуются различными вариантами сдвига.Для получения псевдореального изображения в центральной проекции оси координатследует расположить следующим образом. Начало координат расположить в левом нижнемуглу. Ось X направить направо, ось Y наверх, ось Z вглубь экрана, от наблюдателя.Рис. 9 . Система координат для получения псевдореального изображения в центральной проекции.Расстояние до экрана обозначить через z0<0, (x,y,z) – координаты объекта в пространстве, (X,Y) – на экране. Тогда матрица преобразования имеет вид:(x,y,z,1)* = (X*,Y*,0,H)10T 001 00 0 0  1/ z0 0 01 0 00Т.к.

величина H должна быть равна 1, то последний вектор надо разделить на H.Реалистичное представление сцен.Включает: Модели освещения.21 Механизмы отражения света. Модели закраски. Прозрачность. Тени. Фактура. Трассировка лучей. Излучательность.Источники света подразделяются на:излучающие и отражающие, источники точечные и распределенные, источники рассеянного света.Поверхности: отражающие, поглощающие, полупрозрачные, рассеивающие.Диффузное отражение.Закон Ламберта - падающий свет рассеивается во все стороны с одинаковой интенсивностью. Освещенность точки пропорциональна доле ее площади, видимой от источника.Ir = Ip ·Pd ·cos(q),Рис. 10 .Отражение света.Ir - интенсивность отраженного света,Ip - интенсивность точечного источника,Pd- коэффициент диффузного отражения, зависящий от материала поверхности и длины волны,Q - угол между направлением света и нормалью к поверхности.Учет рассеянного светаI = Ir ·Pr + Ip ·Pd ·cos(Q),Ir - интенсивность рассеянного света,22Pr- коэффициент отражения рассеянного света.Учет расстояния.I  I r Pr I r PddKd - расстояние от центра проекции до объекта, при параллельной проекции d - расстояние от объекта, ближайшего к наблюдателю,K - произвольная константа.Зеркальное отражение.a) Зеркальноежениеотра-б) Отражение от блестящей поверхностив) Отражение от тусклой поверхностиРис.