Всего на сайте:
282 тыс. 988 статей

Главная | Электроника

Сферы и области применения КГ  Просмотрен 7

 

Компьютерная графика

· синтез изображений ( формализ. описание -> визуальное представление ) генерирование изображений, хранение, преобразование, синтезом изображений реально существующих или воображаемых объектов
В курсе КГ-ИКГ2 рассматривается исключительно синтез изображений из формальных описаний: синтаксических (2D – пикселы, BMP, JPG) и семантических (3D - модели)

· анализ изображений ( виз пр -> формализ. описание ) распознавание образов (букв), восстановление двумерных или трехмерных объектов по их изображениям. Анализ изображений имеет важное значение при обработке аэрофотоснимков, фотографий поверхности Луны или Марса (передаваемых на Землю космическими аппаратами в виде медленно сканируемых телевизионных кадров), телевизионных изображений, поступающих от «глаза» промышленного робота, электронных микрофотографий хромосом и фотографий медицинских мазков, рентгеновских снимков и томограмм, а также отпечатков пальцев.

· обработка изображений (виз пр -> виз пр ) повышение качества изображений. Подобласти обработки образов в зависимости от главной цели называются улучшением изображений, обнаружением и распознаванием образов, анализом сцен и машинным видением. Целью же может быть улучшение изображения путем подавления «шумов», например «снега» на телевизионном экране, изменение контрастов, обнаружение и выделение стандартных образов, выявление отклонений от стандартных образов (т. е. искажений) или даже распознавание (реконструкция) трехмерных моделей объектов в сцене по нескольким двумерным изображениям.

 

Машинная графика в настоящее время используется повсеместно, где есть компьютер:

развлечения (видеоигры, анимация, фильмы и т.д)

полиграфия, издательское дело

тренажеры (имитация реальной обстановки)

бизнес, экономика - Графики, диаграммы, т.е. представление информации в графическом виде.

картография. графика используется для точного представления на бумаге или пленке географических и других природных явлений.

автоматизация чертежных и конструкторских работ. В системах автоматизированного проектирования (САПР) машинная графика используется при проектировании компонент и систем механических, электрических, электронных устройств. К таким системам относятся сложные структуры (например, здания, химические и энергетические установки, кузова автомобилей, фюзеляжи самолетов и корпуса судов и их внутренние части), оптические схемы, телефонные сети и сети ЭВМ.

моделирование и визуализация процессов. Все большую популярность приобретают изготовленные с помощью ЭВМ мультфильмы, демонстрирующие поведение различных реальных или моделируемых объектов во времени. С их помощью можно изучать не только математические фигуры, но также математические модели для таких исследуемых наукой явлений, как поток жидкости, ядерные и химические реакции, физиологические системы и деформация конструкций под нагрузкой, путем визуального представления эффектов видоизменения.

искусство и реклама. Общей целью компьютерного искусства и рекламы являются выражение некоторого смысла и привлечение внимания публики с помощью эстетически приятных изображений.

виртуальная реальность – совокупность средств, позволяющих создать у человека иллюзию, что он находится в искусственно созданном мире, путем подмены обычного восприятия окружающей действительности информацией, генерируемой компьютером. Системы класса виртуальной реальности для диалога с компьютером обычно используют такие устройства, как шлем-дисплей, сенсоры на всем теле человека.

 

КГ должна быть:

1.

интерактивной, т.е. изображение должно формироваться в диалоге с человеком.

2. изображение должно динамически меняться в реальном времени

3. изображение должно быть высокореалистичным

 

КГ – лучший интерфейс между человеком и ЭВМ, т.е. визуальная информация наиболее восприимчива человеком (около 90% всей сенсорики), а графическая информация – наилучшее средство представления информации ( “окно в ЭВМ” )


Теория цвета. (BMP)

 

Цвет — это один из факторов нашего восприятия светового излучения. Светом и цветом исследователи интересовались давно. Одним из первых выдающихся достижений в этой области являются опыты Исаака Ньютона в 1666 г. по разложению белого света на составляющие с помощью стеклянной треугольной призмы. Ньютон предположил, что некоторый цвет образуется путем смешивания основных цветов, взятых в определенной пропорции.

Последующие исследования цвета выполняли Томас Юнг, Джемс Максвелл и другие ученые. В настоящее время физики полагают, что свет имеет двойственный характер. С одной стороны, свет - это поток частиц, с другой стороны, свету присущи волновые свойства. С помощью волновой теории, выдвинутой Христианом Гюйгенсом в 1678 году, были объяснены многие свойства света, в частности законы отражения и преломления.

Одной из волновых характеристик света является длина волны — расстояние, которое проходит волна в течение одного периода колебания. Монохроматическим называется излучение, спектр которого состоит из единственной линии, соответствующей единственной длине волны. Достаточно качественным источником монохроматического излучения является лазер — именно поэтому его луч легко сфокусировать. Цвет монохроматического излучения определяется длиной волны. Диапазон длин волн для видимого света простирается от 380—400 нм (фиолетовый) до 700—780 нм (красный).

В указанном диапазоне чувствительность человеческого зрения непостоянна. Наибольшая чувствительность наблюдается для длин волн, соответствующих зеленому цвету (рис. 1.19).

Для характеристики цвета используются следующие атрибуты:

1 Цветовой тон. Можно определить преобладающей длиной волны в спектре излучения. Цветовой
тон позволяет отличать один цвет от другого — например, зеленый от красного, желтого и других.

2 Яркость. Определяется энергией, интенсивностью светового излучения,
Выражает количество воспринимаемого света.

3 Насыщенность или чистота тона. Выражается долей присутствия белого цвета. В идеально
чистом цвете примесь белого отсутствует. Если, например, к чистому красному цвету добавить в
определенной пропорции белый цвет (у художников это называется разбелом), то получится
светлый бледно-красный цвет.

 

Наука, которая изучает цвет и его измерения, называется колориметрией. Она описывает общие закономерности цветового восприятия света человеком.

Одними из основных законов колориметрии являются законы смешивания цветов. Эти законы в наиболее полном виде были сформулированы в 1853 году немецким математиком Германом Грассманом.

1). Цвет трехмерен - для его описания необходимы три компоненты. Любые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех гнетов.

Иными словами, для любого заданного цвета (Ц) можно записать такое цветовое уравнение, выражающее линейную зависимость цветов:

Ц = К1·Ц1 + К2·Ц2 + К3·Ц3,

где Ц1, Ц2, Ц3 — некоторые базисные, линейно независимые цвета, коэффициенты К1, К2 и К3 указывают количество соответствующего смешиваемого цвета. Линейная независимость цветов Ц1, Ц2, Ц3 означает, что ни один из них не может быть выражен взвешенной суммой (линейной комбинацией) двух других.

Первый закон можно трактовать и в более широком смысле, а именно, в смысле трехмерности цвета. Необязательно для описания цвета применять смесь других цветов, можно использовать и другие величины — но, их обязательно должно быть три.

2). Если в смеси трех цветовых компонент одна меняется непрерывно, в то время, как две другие остаются постоянными, цвет смеси также изменяется непрерывно.

3). Цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонент и не зависит от их спектральных составов.

Смысл третьего закона становится более понятным, если учесть, что один и тот же цвет (в том числе и цвет смешиваемых компонент) может быть получен различными способами. Например, смешиваемая компонента может быть получена, в свою очередь, смешиванием других компонент.

 

Предыдущая статья:Растровые дисплеи (телевизоры). Следующая статья:Строение глаза
page speed (0.0164 sec, direct)