Главная > Математика > Геометрическое моделирование
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Глава 9. КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

9.1. Визуализация геометрических объектов

Одним из наиболее ярких применений геометрического моделирования является компьютерная графика. Исходная информация для получения изображения некоторого объекта на экране компьютера поставляется геометрической моделью этого объекта. На практике используются различные способы визуализации геометрических объектов. Наиболее простой из них — отображение линиями. Он позволяет получить общее представление об объекте, его размерах и форме. С помощью компьютера можно получить изображение моделируемого объекта, близкое к его фотографии. Геометрической модели или ее частям можно придать любой цвет и освещенность. Кроме того, объект на экране можно заставить двигаться в реальном времени и тем самым получить видеофильм.

Для того чтобы увидеть, как выглядит объект, нужно смоделировать поведение потока лучей света, идущего от источников к модели и от поверхности модели к наблюдателю. При этом граням модели можно придать необходимый цвет, зеркальность, прозрачность, излучение, фактуру и другие физические свойства взаимодействия со световыми потоками. Модель можно осветить с разных сторон светом различного цвета и интенсивности. Реалистические отображения объектов строятся из отдельных точек определенного цвета и яркости, причем точки должны быть сравнительно небольшой величины и располагаться достаточно близко друг к другу (расстояние между точками не должно превосходить размеры точек).

Изображения геометрических объектов линиями называются векторными, а изображения геометрических объектов точками называются растровыми. Примеры векторного и растрового изображений приведены на рис. 9.1.1 и 9.1.2.

Растровая графика более информативна, чем векторная, так как позволяет получать тоновые изображения, но требует больше ресурсов и склонна к искажению при редактировании. В обоих случаях мы видим проекции геометрических объектов на выбранную плоскость.

Проекции могут быть построены с помощью линий, перпендикулярных проекционной плоскости, или с помощью линий, проходящих через общую точку. Первые называются параллельными проекциями (рис. 9.1.3), вторые — центральными проекциями или перспективными изображениями (рис. 9.1.4). Центральные проекции могут быть созданы на плоскости или криволинейной поверхности. Мы рассмотрим центральные проекции на плоскости.

Центральные проекции геометрических объектов ближе к тому изображению, которое возникает на сетчатке глаза, поэтому они дают более реалистические картины.

Хотя центральные проекции ближе к тому, что можно наблюдать в реальности, размеры отдельных частей объекта на центральных проекциях зависят от их расстояния до точки наблюдения, поэтому в качестве конструкторской документации чаще используются параллельные проекции.

Рис. 9.1.1. Векторное изображение

Рис. 9.1.2. Растровое изображение

Рис. 9.1.3. Параллельная проекция

Рис. 9.1.4. Центральная проекция

Растровая и векторная графика, а также параллельные и центральные проекции не являются альтернативами. Они дополняют друг друга. В данной главе мы рассмотрим методы визуализации геометрических объектов с помощью компьютера или методы компьютерной графики.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление