Piksel piksel element obrazu raster



Pobieranie 37,49 Kb.
Data05.07.2018
Rozmiar37,49 Kb.

PIKSEL
piksel - element obrazu

raster - zbiór komórek pamięci, które mają być traktowane jako piksele

rozdzielczość monitorów - n x m, gdzie n-liczba pikseli w linii oraz m-liczba linii obrazu

pamięć obrazu potrzebna do zapisania mapy bitowej, wynosi (n x m)*b bitów, gdzie (n x m)-rozdzielczość monitora a b-głębokość bitowa, np.: 800*600*1 bitów = 60000B = 6000/1024kB = 58,6kB (obraz dwubarwny - Bitmapa)
Parametry piksela:

położenie - współrzędne (x, y) na ekranie

wartość barwy - liczba całkowita reprezentująca barwę piksela

głębokość bitowa - liczba bitów przeznaczona do zapisu wartości barwy
Barwa światła:

Światło białe składa się ze wszystkich długości fal elektromagnetycznych z zakresu widzialnego (700nm - 400nm), występujących w nim w pełnych ilościach.


Barwa piksela:

Grupa trzech plamek luminoforów emituje światło o barwach R, G, B. Barwa piksela jest mieszaniną tych barw.

R, G, B - barwy addytywne

Mieszanina addytywna RGB jest dodatnio ważoną sumą świateł R, G, B docierających bezpośrednio do oczu człowieka.

Y(yellow) = R + G

C(cyan) = G + B

M(magenta) = R + B

W(white) = R + G + B


Obraz dwubarwny:

  1. liczba możliwych do uzyskania kolorów: 2

  2. wartość barwy: {0, 1}

  3. głębokość bitowa: 1


Paleta barw:

  1. liczba możliwych do uzyskania kolorów: wybrana z określonej gamy barw, np.: 28 = 256

  2. wartość barwy: {0, 1, 2, ..., 255}

  3. głębokość bitowa: 8


True Color:

  1. liczba możliwych do uzyskania kolorów: 28x3 = 16 777 216

  2. wartość barwy: {RGB}, gdzie RGB(0, 255)

  3. głębokość bitowa: 24


Hi Color:

  1. liczba możliwych do uzyskania kolorów: 215 lub 216 = 32 768 lub 65 536

  2. wartość barwy: {RGB} - na każdą składową przeznacza się 8 bitów

  3. głębokość bitowa: 15 lub 16


RENDERING
rendering - proces przekształcający trójwymiarową scenę w dwuwymiarowy obraz.
Dane dla potoku renderingu:

  • źródła światła (Light Source)

  • obiekty dynamiczne (Dynamic Object)

  • obiekty statyczne (Static Object)

  • punkt obserwacji (POV - Point Of View)


Etapy potoku renderingu:

  • przekształcenia (kamery, parametry rzutowania i obcinania)

  • oświetlenie (źródła światła, materiały)

  • rasteryzacja (tekstury, przezroczystość)


Obiekty:

Każdy obiekt jest aproksymowany (przybliżany) zbiorem trójkątnych ścianek (Face). Każda ściana jest zdefiniowana przez uporządkowany zbiór wierzchołków (Vertex). Każdy wierzchołek jest zdefiniowany przez współrzędne X, Y, Z oraz wektor normalny.


KARTA GRAFICZNA
Wspomagane sprzętowo operacje graficzne:

Operacje rasteryzacji wykonywane przez procesor podsystemu rasteryzachi (Raster Manager):



  • Z - zasłanianie niewidocznych powierzchni metodą Z-bufora.

Szukanie dla każdego piksela współrzędnej Z ścianki leżącej najbliżej rzutni

  • G - cieniowanie trójkątów metodą Gourauda

Etapy cieniowania kolejnej linii przeglądania:

- interpolacja liniowa między kolorami wierzchołków 1, 2 oraz 1, 3. Otrzymujemy barwy odpowiednio na prawej i lewej krawędzi.

- interpolacja liniowa na linii przeglądania między barwami na krawędziach


  • DB - podwójne buforowanie obrazów (np. dla animacji)

W danej chwili na ekranie wyświetlana jest zawartość pierwszego bufora, w drugim buforze renderowany jest następny obraz. Po zakończeniu rysowania bufory są przełączane i cykl rozpoczyna się od nowa.

  • A - przezroczystość i kompoziting przy uwzględnieniu kanału alfa, tryb RGBA z głębokością bitową 32

Kanał Alfa:

Pamięć związana z każdym pikselem, wykorzystywana do pamiętania wartości nieprzezroczystości (opacity) lub pokrycia piksela, jako wartości z zakresu <0,1>:

 = 0 - piksel całkowicie przezroczysty

 = 1 - piksel całkowicie nieprzezroczysty

0 <  < 1 - piksel częściowo nieprzezroczysty

Przezroczystość (transparency):

Kolor piksela: (RGB) =  * (RGB)obiektu + (1 - ) * (RGB)tła

 - ułamkowa wartość nieprzezroczystości szkła/pleksi

Składanie obrazów i kompoziting (compoziting):

A over B = cA + (1 - A) cB

A = 1 - dla domków

A = 0 - dla tła obrazu A



  • AA - usuwanie artefaktów (anti-aliasing)

Schodkowa linia rysowana na urządzeniu o mniejszej lub większej rozdzielczości.

Kolor piksela: (RGB) =  * (RGB)linii + (1 - ) * (RGB)tła



  • T - odwzorowanie tekstury na powierzchnie trójkątów


OSWIETLENIE
Typy źródeł światła:

  • źródło punktowe, np. żarówka (point light, omni)

  • źródło światła równoległego, np. słońce (directional light)

  • źródło reflektorowe (spot light)

  • światło otaczające (ambient light)


Parametry źródeł światła:

  • kolor światła - Cźr

  • natężenie światła (multipler) - kźr

  • blaknięcie (attenuation)

  • półcienie

Iźr = kźr * Cźr barwa światła = natężenie * kolor

fatt(d) = 1/(qd2 + 1d +c)

Iźr = fatt(d) * kźr * Cźr
Hotspot - "gorący punkt", czyli obszar o maksymalnym natężeniu światła

Fallof -

Spot Light - obszar rozchodzenia się światła od wartości maksymalnej do całkowitego zaniku
Oddziaływanie światła z materiałem:

Kolor przedmiotu zależy od barwy światła, które na niego pada i zdolności odbijania, absorbowania i przepuszczania światła z określonych części widma. Ilość odbitego światła zależy od rodzaju powierzchni. Gładka, biała powierzchnia odbija więcej światła niż ciemna i szorstka. Komputer oblicza barwę w określonym punkcie obiektu na podstawie modelu oświetlenia - wzoru matematycznego opisującego sposób oddziaływania światła na obiekt.


Modele oświetlenia:

  • lokalne modele oświetlenia:

- model Phonga

- model Cooka - Torrance'a



  • globalne modele oświetlenia:

- metody śledzenia promieni

- metody energetyczne

- połączona metoda energetyczna i śledzenia promieni

Lokalne modele oświetlenia biorą pod uwagę jeden punkt powierzchni i oświetlające go bezpośrednio źródła światła; światło bezpośrednie.

Globalne modele oświetlenia biorą pod uwagę odbicia światła między powierzchniami sceny; światło pośrednie.
Lokalny model oświetlenia Phonga:

Postrzegana przez obserwatora barwa dowolnego punktu powierzchni obiektu jest sumą:



  • rozpraszania światła otaczającego

  • odbicia rozproszonego

  • odbicia zwierciadlanego

  • samoświecenia

światło otaczające (ambient):I= Ia * ka

I - obserwowany kolor obiektu

Ia - światło źródła

ka - współczynnik odbicia (ambient color)

odbicie rozproszone (diffuse):I= Ij * kd * (N L)

Ij - światło źródła kd - współczynnik odbicia (diffuse color)

odbicie zwierciadlane (specular):



I= Ij * (k * ks * cosn)

Ij - światło źródła



ks - kolor rozbłysku

k - natężenie rozbłysku n - rozmiar rozbłysku
Metody cieniowania ścianek:

  • cieniowanie płaskie

  • cieniowanie Gourauda

  • cieniowanie Phonga


Rzutowanie w układzie obserwatora:

Aby wykonać rzutowanie należy określić tzw. punkt widzenia:



  • położenie obserwatora (kamery)

  • kierunek, w którym patrzy obserwator

  • rozmiar płaszczyzny rzutowania

Tworzenie obrazu monoskopowego.

Tworzenie obrazu stereoskopowego.



TEKSTURY






©operacji.org 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna