Компьютерная графика Лекция первая

1

Компьютерная графикаЛекция первая

ТемаВступление, цвет, свет

Подготовлено А.А.Пименовым calvrack @ googlemail.comДля 4 и 2 курса мат.-мех. СПбГУ в 2006

2

Компьютерная графика

• Области применения– Интерфейсы– Компьютерные игры– CG в фильмах – CAD (Computer-aided design )– Полиграфия– Фотография– Машинное зрение– ...

3

Путь развития компьютерной графики• С каких устройств и эффектов все начиналось

– Векторные дисплеи– Дисплеи с обновлением в 20-30 секунд– Графика для Star Wars

• и чем все кончилось– Полностью CG фильмы – Интеракивные шлемы сборщиков– KDE, Gnome, MacOS X, Aero

• И снова – – Маленькие дисплеи – Долгое обновление

4

Программа и акценты курса

• Цвет

• 2D графика

– Примитивы и алгоритмы растеризации

• 3D графика

– Примитивы и преобразования

– Графика в играх

– Аппаратное ускорение графики

5

Глава 1:Цвет и цветовые модели

6

Что такое цвет?• Цвет

– Свойство поверхности– Свойство света

(электромагнитной волны и потока фотонов)

– Феномен восприятия (цвет - субьективен)

7

Устройство глаза и восприятие цвета глазом

8

Восприятие цвета глазом и метамеры• Монохромный цвет

• Закон Грассмана – Об аддитивности света– Об интегральном

представлении

• Метамеры

R=∫ IλP Rλdλ

G=∫ Iλ PG λdλ

B=∫ IλP Bλdλ

9

Аддитивное представление цвета – Абсолютная модель RGB• Опыты

International Commission on Illumination (CIE) in 1931.– Призма vs 3 лампочки

монохроматические• 700 nm (red)• 546.1 nm (green)• 435.8 nm (blue)

10

Формулы

r=RR+G+B

g=GR+G+B

X=∫ Iλ Px λ dλ

Y=∫ I λPy λ dλ

Z=∫ IλPz λdλ

11

Модель XYZ и цветовой лепесток RGB XYZ

12

Свойства цветого лепестка

• Описывает все видимые человеком цвета• Верхний край – чистые спекральные линии.

Нижний – смешаные• Кордината смешаного цвета – линейная

комбинация координат смешиваемых• Показывает, что 3х моно цветов не достаточно

для представления• Одинаковое расстояние между цветами не

соответствует одинаковому расстоянию их восприятия

• Белая точка соотвествует в том числе плоскому спектру

13

Модели производные от XYZ

MacAdam ellipse

14

Производные модели XYZ(формулы)

иначе

Модель L*a*b

Модель Luv

, для

15

Цветовой охват

• 1. Сканер• 2. Монитор• 3. Принтер• 4. Оффсет

16

RGB как не абсолютная модель

• Абсолютные системы–Абсолютный RGB–L*a*b*–XYZ

• Не абсолютные системы – это совсем просто

17

Субстактивная CMYK модельдля печати

• C - Cyan• M - Magenta• Y - Yellow• K – blacK, Key (key

plate), Kontur

18

Формулы для CMYK

R,G,B C',M',Y' = 1−R,1−G, 1−B K=min C',M',Y'

C,M,Y,K = C'−K 1−K

,M'−K 1−K

,Y'−K 1−K

,K

19

Субстрактивная печать в растр (отступление)

• Борьба с мураом в типографике–Обычный растр

•Угол растра•Форма точки•Линатура

–Стохастический растр

20

Цветовые модели Yuv, YDrDb, YIQ

• Производные RGB (получаются линейно)–PAL–SECAM–NTSC

• А дело в том, что надо держать совместимость с Ч/Б телевидением которое передает только Y

21

Лирическое отступление о ЭЛТ

22

Интуитивные модели: HSV модель• Hue оттенок• Saturation насыщенность• Brightness  яркость

23

Интуитивные модели: HLS модель

• Hue оттенок• Saturation насыщенность• Lightness светлота

24

Формулы

25

Хромопсихология:Дальтонизм и юзабилити (I)• 2-8% мужчин и 4 ‰ женщин страдают

дальтонизмом. Хорошо ли это – потерять 1/20 клиентуры?

26

Links

• http://en.wikipedia.org/

• http://www.yorku.ca/eye/color.htm

• http://stepbystep.htmlbook.ru/?id=34 ++

• http://www.rudtp.ru/articles.php?id=73

27

Q&A

28

Thanks!