А.И. ДРУЖИНИН, Т.А. ДРУЖИНИНА
АЛГОРИТМЫ
КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
Часть 3
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2009
УДК 004.92.021(075.8)
Д 761
Рецензенты: канд. техн. наук, ст. преп. <...> В.В. Вихман
Работа подготовлена на кафедре
вычислительной техники для студентов II курса АВТФ
(направление 230100) и студентов V курса АВТФ
заочного отделения (специальности 230101, 230105)
Д 761
Дружинин А.И. <...> ISBN 978-5-7782-1240-4
В работе рассмотрены принципы формирования оттенков и цветовые
модели, основные алгоритмы формирования реалистических изображений, а также начальные сведения о геометрических преобразованиях объекта. <...> Пособие адресовано студентам, изучающим курс «Компьютерная и
инженерная графика» дневного отделения и курс «Компьютерная графика» заочного отделения АВТФ, а также может быть полезно разработчикам программного обеспечения. <...> Модели смешения
В компьютерной графике выделяются два типа цветных объектов –
самосветящиеся, или излучающие, объекты (экраны ЭЛТ, плазменные
панели, матрицы светодиодов и т.п.), и несамосветящиеся объекты,
отражающие или преломляющие падающий на них свет (оттиски на
бумаге, светофильтры и т.п.) <...> .
Для самосветящихся объектов используется аддитивное формирование оттенков (от английского addition – сложение), когда цвет формируется за счет смешения трех основных цветов. <...> Обычно используется модель RGB (Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий). <...> Для несамосветящихся объектов используется cубтрактивное формирование оттенков (от английского subtraction – вычитание), основанное на вычитании из падающего света определенных длин волн. <...> В
этом случае обычно применяется модель CMY (Cyan – голубой,
Magenta – пурпурный, Yellow – желтый). <...> Эти модели смешения цветов показаны на рис. <...> 1.3
приведены результаты смешения для аддитивной и субтрактивной моделей, где R – Red (красный), G – Green (зеленый), B – Blue (синий), W –
White (белый), C – Cyan (голубой), M – Magenta (пурпурный), Y – Yellow
(желтый), K – blacK (черный <...>
Алгоритмы_компьютерной_графики._Ч.3_.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
А.И. ДРУЖИНИН, Т.А. ДРУЖИНИНА
АЛГОРИТМЫ
КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
Часть 3
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2009
Стр.1
УДК 004.92.021(075.8)
Д 761
Рецензенты: канд. техн. наук, ст. преп. Е.Л. Веретельникова,
канд. пед. наук, канд. техн. наук, доц. В.В. Вихман
Работа подготовлена на кафедре
вычислительной техники для студентов II курса АВТФ
(направление 230100) и студентов V курса АВТФ
заочного отделения (специальности 230101, 230105)
Дружинин А.И.
Д 761 Алгоритмы компьютерной графики : учеб. пособие. В 3 ч. /
А.И. Дружинин, Т.А. Дружинина – Новосибирск : Изд-во НГТУ,
2009. – Ч. 3. – 48 с.
ISBN 978-5-7782-1240-4
В работе рассмотрены принципы формирования оттенков и цветовые
модели, основные алгоритмы формирования реалистических изображений,
а также начальные сведения о геометрических преобразованиях объекта.
Пособие
адресовано студентам, изучающим курс «Компьютерная и
инженерная графика» дневного отделения и курс «Компьютерная графика»
заочного отделения АВТФ, а также может быть полезно разработчикам
программного обеспечения.
УДК 004.92.021(075.8)
ISBN 978-5-7782-1240-4
© Дружинин А.И., Дружинина Т.А., 2009
© Новосибирский государственный
технический университет, 2009
2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОТТЕНКОВ .................................... 3
1.1. Модели смешения .............................................................................. 3
1.2. Цветовые модели ................................................................................ 5
1.2.1. Модель RGB ................................................................................. 5
1.2.2. Модели CMY и CMYK ................................................................ 6
1.2.3. Модель YIQ .................................................................................. 7
1.2.4. Модели HSV и HSB ..................................................................... 8
1.2.5. Модель HLS ................................................................................ 11
2. ПОСТРОЕНИЕ РЕАЛИСТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ .................. 14
2.1. Введение. Свойства человеческого глаза ...................................... 14
2.2. Простая модель освещения ............................................................. 16
2.2.1. Диффузное отражение ............................................................... 17
2.2.2. Зеркальное отражение ............................................................... 18
2.2.3. «Полная» простая модель освещения ...................................... 20
2.2.4. Определение нормали к поверхности ...................................... 20
2.2.5. Определение вектора отражения .............................................. 23
2.3. Закраска методом Гуро .................................................................... 26
2.4. Закраска методом Фонга ................................................................. 29
2.5. Модель Варна ................................................................................... 30
2.6. Прозрачность .................................................................................... 31
46
Стр.46
3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ....................................... 34
3.1. Двумерные преобразования ............................................................ 34
3.2. Однородные координаты ................................................................. 39
3.3. Двумерное вращение вокруг произвольной оси ........................... 41
3.4. Трехмерные преобразования ........................................................... 42
Библиографический список ...................................................................... 45
47
Стр.47