Задачи компьютерной графики - Реферат

Рассматривание изображений позволяет исследовать пространственные структуры, имеющиеся в объекте; распределение оптических плотностей и цветов - отражает важнейшие сведения о свойствах реальных и виртуальных объектов окружающего мира. Трехмерная графика - область знаний, которая получила безграничные возможности благодаря непрерывному развитию информационных технологий, совершенствованию аппаратного обеспечения электронных вычислительных систем, росту производительности компьютерной техники.На сегодняшний день архитектурная визуализация как конечный продукт должна сочетать в себе не только информативную ценность в виде изображения проектируемых архитектурных форм «как есть», но и художественную ценность с точки зрения композиции, постановки света и грамотной подачи архитектурных элементов. Возможности современных вычислительных алгоритмов (методов рендеринга) и компьютерных мощностей позволяют создавать полностью фотореалистичные изображения архитектурных форм, что особенно важно при визуализации объекта в сложившейся застройке или на существующей местности. Таким образом, на данный момент архитектурная визуализация включает в себя множество разнообразных задач как для строителей и архитекторов, так и для рекламной и творческой сферы. Такой широкий спектр возможностей архитектурной визуализации создал условия для развития этого направления компьютерной графики в отдельную отрасль сервиса и услуг на мировом рынке. Визуализация интерьера в 3D формате позволяет оценить полный вид будущего помещения с учетом расстановленной в нем мебели и других предметов интерьера.Архитектурная графика - это особый вид графики, который сочетает в себе художественную и инженерную задачи. Архитектурная графика стала активно развиваться с XV века, несмотря на то, что первые чертежи построек появились еще в глубокой древности. Впоследствии архитектурная графика стала широко использоваться в архитектурном проектировании. Решение обоих типов задач взяла на себя архитектурная графика. Компьютерная графика решает инженерные задачи, такие как изготовление рабочей документации, подготовку проектов к строительству, а ручная графика продолжает являться методом формообразования.Трассирование каждого луча света в сцене непрактично и занимает неприемлемо долгое время. Даже трассирование малого количества лучей, достаточного, чтобы получить изображение, занимает чрезмерно много времени, если не применяется аппроксимация (семплирование). Визуализация производится проецированием объектов сцены на экран без рассмотрения эффекта перспективы относительно наблюдателя. · Ray casting (рейкастинг) (англ. ray casting). Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пиксела на двумерном экране.Реализация механизма рендеринга всегда основывается на физической модели.Ключом к теоретическому обоснованию моделей рендеринга служит уравнение рендеринга. Оно является наиболее полным формальным описанием части рендеринга, не относящейся к восприятию конечного изображения.Изображение, состоящее из отдельных точек, каждая из которых имеет свой цвет, называетсярастровым изображением. Минимальный элемент такого изображения в полиграфии называется растр, а при отображении графики на мониторе минимальный элемент изображения называют пиксель (pix). Если пиксель изображения может быть раскрашен только в один из 2х цветов, допустим, либо в черный (0), либо в белый (1), то для хранения информации о цвете пикселя достаточно 1 бита памяти (log2(2)=1 бит). Соответственно, объем, занимаемый в памяти компьютера всем изображением, будет равен числу пикселей в этом изображении (рис. Если под хранение информации о цвете пикселя выделить 2 бита, то число цветов, допустимых для раскраски каждого пикселя, увеличится до 4х (N=22=4), а объем файла изображения в битах будет вдвое больше, чем количество составляющих его пикселей (рис.Цвет - это ощущение, которое возникает в сознании человека при воздействии на его зрительный аппарат электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от 380 до 760 нм. Способность к цветоощущению возникла в процессе эволюции как реакция адаптации, как способ получения сведений об окружающем мире и способ ориентирования в нем. Различают три вида колбочек, по чувствительности к разным длинам волн света (цветам). Наличие этих трех видов колбочек (и палочек, чувствительных в изумрудно-зеленой части спектра) дает человеку цветное зрение. В ночное время зрение обеспечивают только палочки, поэтому ночью человек не может различать цвета.В зависимости от того, является объект излучающим или отражающим для представления описания его цвета в виде числового кода используются две обратных друг другу цветовые модели: RGB или CMYK. Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах.Эта модель является аддитивной (суммарной), что означает, что цвета в этой модели добавляются к черному (BLACK)цвету. Сумма всех трех основных цветов в равных долях дает белый (White) цвет: R G B=W.

Содержание

Введение

1. Архитектурная визуализация

1.1 Виды визуализаций

2. Рендеринг

2.1 Методы и схемы рендеринга

2.2 Математическое обоснование

2.3 Основное уравнение

3. Кодирование графической информации

3.1 Восприятие цвета

3.2 Цветовые модели RGB и CMYK

3.3 Другие цветовые модели

Вывод

Список использованной литературы

Визуализация в общем смысле - метод представления информации - в виде оптического изображения (например, в виде рисунков и фотографий, графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт и т. д.). Считается, что зрение обеспечивает человеку около 90 % информации. Рассматривание изображений позволяет исследовать пространственные структуры, имеющиеся в объекте; распределение оптических плотностей и цветов - отражает важнейшие сведения о свойствах реальных и виртуальных объектов окружающего мира.

Трехмерная графика - область знаний, которая получила безграничные возможности благодаря непрерывному развитию информационных технологий, совершенствованию аппаратного обеспечения электронных вычислительных систем, росту производительности компьютерной техники.

Поиск решения проблемы синтеза фотореалистичных изображений привел к разработке различных алгоритмов расчета освещения сцены.

Среди существующих подходов фотореалистичной визуализации, трассировка лучей является «ядром» большинства моделей визуализации, которые генерируют такие изображения. Трассировка лучей - это метод генерирования реалистичных изображений, в котором лучи света проходят от наблюдателя до точек соприкосновения с объектами сцены изображения.