f ? @ > m g : j h > d i j : < e ? g b,, : g k h < g ? k...

МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ,ПРАВА,ФИНАНСОВ И БИЗНЕСА

КАФЕДРА «ЕСТЕСТВЕННО-НУАЧНЫХ ДИСЦИПЛИН»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА»

для студентов, обучающихся по направлению «Программное обеспечение вычислительной

техники и автоматизированных систем»

(программы подготовки техника)

Одобрено кафедрой «ЕНД»

протокол № от ___________ 2018 г.

Бишкек 2018

Материалы составлены на основе требований ГОС СПО по направлению

230109 - «Программное обеспечение вычислительной техники и

автоматизированных систем» и рабочей программой специальных дисциплин.

УТВЕРЖДАЮ

Начальник учебного отдела МАУПФиБ

_______ Ж А.Садыгалиева

«__» __________ 20__г.

Рекомендовано учебно- методическим советом МАУПФиБ

Протокол № __ от «___»________ 20___ г.

Председатель ______ Т.Ю.. Жолдошева

Рассмотрено на заседании кафедры ЕНД

Протокол № 2 от «17»октября 2017 г.

Зав.кафедрой__________Д.А.Искендерова

Составитель: к.ф-м.н., доцент Нам И.Э.

Рецензент: к.ф-м.н. Садыкова Д.А.

СОДЕРЖАНИЕ

1.Организационно-методический раздел: где содержится информация о

-методические рекомендации по изучению

-значение изучения учебной дисциплины при подготовке специалиста (комментарий

преподавателя);

-Содержание дисциплины

-Объем дисциплины и виды учебной работы

-Междисциплинарные связи разделов и (или) тем дисциплины с обеспечиваемыми

(последующими) дисциплинами

-Уровень требований и критерий оценок

2.Учебно – тематический план, где содержится информация о

-разделах дисциплины по модулям

-целях и задачах каждого раздела и темы

-вопросах выносимых на контроль по разделам

- темы рефератов

3.Практические занятия и семинары, где содержится информация о

-целях и задачах каждой темы

-задания для самостоятельного выполнения в рамках данной темы

4.Зона самоконтроля (контрольные вопросы, тесты ,задачи и т.д.)

5.Модульные задания (примерный вариант) и примеры их выполнения

6.Глоссарий

7.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (литература, интернет-

ресурсы и т.д.)

-задачник

Методические указания содержат программу курса по Компьютерной графике,

общие рекомендации по изучению дисциплины, краткие указания к выполнению

контрольных работ, примеры разработки различных логотипов, мультимедиа графики,

контрольные задания. Вопросы для самопроверки более подробно расшифровывают

программу курса и позволяют студентам проверить уровень своей подготовленности по

каждой теме программы общего курса Компьютерная графика.

Общие рекомендации студенту.

Одной из основных форм обучения студента является самостоятельная работа над

учебным материалом, которая состоит из следующих элементов: теоретическое изучение

материала по источникам, решение задач, самопроверка, выполнение контрольных работы.

Кроме того, студент может и должен обращаться к преподавателю с вопросами для

получения письменной или устной консультации. Указания студенту по текущей работе

даются также в процессе реализации контрольных работ. Однако студент должен помнить,

что только при систематической и упорной самостоятельной работе помощь преподавателя

окажется достаточно эффективной. Завершающим этапом изучения отдельных частей курса

математики является итоговая аттестация (сдача зачетов и экзаменов) в соответствии с

учебным планом или написание итоговой письменной работы.

Теоретическое обучение

1. Изучая материал темы по источнику (учебнику, лекциям, интернет ресурсам и т п.)

следует переходить к следующему вопросу только после правильного понимания

предыдущего, воспроизводить на бумаге все решения и выкладки, предложенные

источником и добиваться максимального понимания выполненных действий.

2. При изучении материала по источнику полезно вести конспект, в который

рекомендуется вписывать определения, формулировки теорем, формулы, уравнения и т.д. На

полях конспекта следует отмечать вопросы, для получения письменной или устной

консультации преподавателя.

Самопроверка

1. После изучения определенной темы по источнику и решения достаточного

количества соответствующих заданий студенту рекомендуется воспроизвести по памяти

составление различных логотипов, мультимедиа графики, вывод рисунков и ответить на

вопросы самоконтроля и тестов.

2. Иногда недостаточность усвоения того или иного вопроса выясняется только при

изучении дальнейшего материала. В этом случае надо вернуться назад и повторить плохо

усвоенный раздел.

Консультации

1. Если в процессе работы над изучением теоретического материала или при

разработке различных логотипов, мультимедиа графики у студента возникают вопросы,

разрешить которые самостоятельно не удается (неясность терминов, формулировок теорем,

отдельных задач и др.), то он должен обратиться к преподавателю для получения от него

письменной или устной консультации.

2. В своих запросах студент должен точно указать, в чем он испытывает затруднение.

Если он не разобрался в теоретических объяснениях, в разработке различных логотипов,

мультимедиа графики, то нужно указать затрудняющий его вопрос и что именно его

затрудняет. Если студент испытывает затруднение при разработке различных логотипов,

мультимедиа графики, то следует указать характер этого затруднения и привести

предполагаемый (свой) план выполнения.

Аттестации (контрольные работы)

1. В процессе изучения курса Компьютерная графика студент должен выполнить ряд

контрольных работ. Рецензии на эти работы позволяют студенту судить о степени усвоения

им соответствующего раздела курса; указывают на имеющиеся у него проблемы, на

желательное направление дальнейшей работы.

2. Контрольные работы должны выполняться самостоятельно. Несамостоятельно

выполненная работа не дает возможности преподавателю – рецензенту указать студенту на

недостатки в его работе, в усвоении им учебного материала, в результате чего студент не

приобретает необходимых знаний и может оказаться неподготовленным к итоговой

аттестации.

3. Прорецензированные контрольные работы вместе со всеми исправлениями и

дополнениями, сделанными по требованию рецензента, следует сохранять. Без предъявления

прорецензированных контрольных работ студент не должен допускается к итоговой

аттестации.

Лекции и практические занятия

Во время сессий для студентов организуются лекции и практические занятия. Они

носят преимущественно обзорный характер. Их цель – обратить внимание на общую схему

построения соответствующего раздела курса, подчеркнуть важнейшие места, указать

главные практические приложения теоретического материала, привести факты из истории

науки. Кроме того, на этих занятиях могут быть более подробно рассмотрены отдельные

вопросы программы, отсутствующие или недостаточно полно освещенные в рекомендуемых

пособиях.

Итоговой аттестации.

На зачете выясняется, прежде всего, отчетливое усвоение всех теоретических и

практических вопросов программы и умение применять полученные знания к разработке

различных логотипов, мультимедиа графики. Разработка различных логотипов, мультимедиа

графики в простейших случаях должно выполняться без ошибок и уверенно; всякая

письменная работа должна быть сделана аккуратно и четко.

Порядок выбора заданий

Выбор варианта осуществляется на основе таблицы, приведенной ниже. В основе

выбора лежит начальная буква ФАМИЛИИ студента. Начальная буква фамилии студента

означает номер контрольной работы.

Начальные буквы Ф.И.О. студента Варианты тестов

Т,У,Ж,Л 1

А,НЯ, Б,Ф,О 2

В,Г,Ю 3

Д,Е,П 4

З,Э,Р М,Х,С 5

Ч,И,К,К,Ш 6

В соответствии с действующим учебным планом студенты, которые изучают курс

Компьютерная графика по две контрольные работы в течение семестра.

Методические указания к написанию реферата

В целях приобретения студентом необходимой профессиональной подготовки,

развития навыков самостоятельной работы в учебном процессе практикуется написание

рефератов.

Реферат (от лат. «докладывать», «сообщать») представляет собой доклад на

определенную тему, изложение сути монографии, статьи, одним словом, первичного

документа (или его части) с основными фактическими сведениями и выводами. Реферат

представляет собой самостоятельную творческую работу, выполненную и оформленную

согласно требованиям, предъявляемым к научным работам.

Рефераты пишутся по наиболее актуальным темам. Студент при желании может

предложить сам ту или иную тему, согласовав ее предварительно с руководителем.

Содержание и оформление реферата. Важную часть всякой работы – план, который

должен раскрывать заявленную проблему. Единой схемы составления плана не существует,

главное в том, чтобы его пункты представляли собой логическую канву проблемы. Первый

элемент плана – введение, далее следует основная часть, заключение, ссылки на литературу

и библиографический список. Страницы необходимо пронумеровать, реферат должен быть

подписан и иметь дату завершения работы над текстом.

Во введении необходимо обосновать актуальность проблемы, наметить пути ее

анализа и решения, дать краткий аналитический обзор литературы и обосновать структуру

изложения материала. Основная часть должна представлять последовательное изложение

вопросов плана, каждому из вопросов должен предшествовать заголовок. Желательно, чтобы

весь материал был равномерно распределен по вопросам, изложение каждого вопроса

завершалось кратким выводом. Содержание каждого из разделов (параграфов) должно

раскрывать его название. В заключении необходимо сделать концептуальный вывод по всей

работе, который раскрывал бы заглавную проблему. Объем реферата –до 10 печатных

страниц.

Ссылки на литературу могут быть как подстрочными на каждой странице, так и

помещаться в конце работы, после заключения с новой страницы. Существуют разные

варианты оформления сносок, но необходимо, чтобы в одной и той, же работе они были

единообразными. Библиографический список завершает работу.

Текст полностью написанной и оформленной работы подлежит тщательной проверке.

Ошибки и описки, как в тексте, так и в цитатах и в научно-справочном аппарате не

допустимы.

Содержание реферата студент может докладывать на практическом или семинарском

занятии. Предварительно подготовив тезисы доклада, студент в течение 5-7 минут должен

кратко изложить основные положения своей работы. После доклада он отвечает на вопросы.

На основе обсуждения написанного и доложенного реферата студенту выставляется

соответствующая оценка.

Неудовлетворительная оценка выставляется в следующих случаях:

- заявленная тема не раскрыта;

- объем реферата существенно выходит за рамки требований;

- рецензент доказал академическую недобросовестность студента.

1.Описание курса:

-Название дисциплины – “Компьютерная графика”

-Код дисциплины – «Естественнонаучная»

-Тип дисциплины – теоретико-практическая.

-Уровень курса - направления «программное обеспечения вычислительной техники и

автоматизированных система»

-Семестры - (5)

- Обьем дисциплины:

-для техника- 40ч. лекций, 40ч. практических занятий

-преподаватель курса: Нам И.Э. – доцент кафедры

-Система оценок: классическая и бальная (для модульно - рейтинговой системы -

МРС)

-Язык преподавания - русский

- Форма занятия – очная

2.Политика оценивания (в скобках баллы по МРС):

"Отлично" (87-100) - теоретическое содержание курса освоено полностью, без пробелов,

необходимые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы, все

предусмотренные программой обучения учебные задания выполнены, качество их выполнения

оценено числом баллов, близким к максимальному.

"Хорошо” (75-86) - теоретическое содержание курса освоено полностью, без пробелов

некоторые практические навыки работы с освоенным материалом сформированы

недостаточно, все предусмотренные программой обучения учебные задания выполнены,

качество выполнения ни одного из них не оценено минимальным числом 5аллов, некоторые

виды заданий выполнены с ошибками.

“Удовлетворительно"(61-74) - теоретическое содержание курса освоено частично, но

пробелы не носят существенного характера, необходимые практические навыки заботы с

освоенным материалом в основном сформированы, большинство предусмотренных

программой обучения учебных заданий выполнено, некоторые из выполненных заданий,

возможно, содержат ошибки.

“Неудовлетворительно"(0-60) - теоретическое содержание курса освоено частично,

некоторые практические навыки работы не сформированы, многие предусмотренные

программой обучения учебные задания не выполнены, либо качество выполнения некоторых

из них оценено числом баллов, близким к минимальному.

3.Контроль: Выполнение промежуточных контрольных работ согласно регламенту.

4. Цели и задачи курса:

Преподавание Компьютерной графики в высших учебных заведениях имеет цель:

- освоение современных web-технологий и сопутствующих областей знаний,

- освоение методов и средств создания web-ресурсов, продвижения и применения в

различных видах деятельности.

Основными задачами курса является:

- научить студентов владеть основами компьютерной графики на базе пакета

графических программ AdobePhotoShop, CorelDraw.

- научить студентов навыкам элементарных геометрических построений при помощи

средств компьютерной графики;

- научить студентов навыкам построения двухмерных изображений изделий по

индивидуальным заказам;

- научить студентов навыкам построения трехмерных (3D) изображений изделий по

индивидуальным заказам;

- научить студентов навыкам компьютерного дизайна объектов и систем сервиса, изделий

по индивидуальным заказам.

Студент должен

знать:

- основные понятие, иметь представление о принципах построения и хранения изображений,

работать в графическом редакторе AdobePhotoshop, CorelDraw;

- математические основы компьютерной графики и геометрического моделирования;

методы и формы визуального представления информации;

- особенности восприятия изображений;

- системы кодирования и операции над цветом изображения;

- алгоритмы растрирования и геометрические преобразования;

уметь:

- использовать информацию из различных источников, как во внутреннем, так и в

- международном информационном пространстве, создавать собственные проекты

- на практике создавать геометрические модели объектов;

- работать с графическими библиотеками при программировании на языках высокого

уровня;

5. Пререквизиты: информатика и программирование, математика, экономика,

высокоуровневые методы информатики и программирование, информационные системы,

вычислительные системы, сети и телекоммуникации, операционные системы, среды и

оболочки.

6. Постреквизиты: интерфейсы информационных систем, разработка программных

приложений, а также для прохождения учебной и производственной практики.

7.Учебная программа курса «Компьютерная графика (содержание курса)»

Введение в компьютерную графику. Основные понятия и общие сведения. Создание

графических объектов. Операции с объектами. Работа с текстом в CorelDraw. Создание

эффектов. Растровые эффекты. Работа со цветом. Графический редактор Photoshop.

Растровые изображения. Выделенные области, рисование и заливка. Слои. Эффекты и

размещение слоев Photoshop. Работа с контурами. Создание текста в Photoshop.

Преобразование текста. Создание 3 D шара и конуса. Ввод текста по окружности

Тематический план

№ Наименование тем и вопросов Цели и задачи

1 2 3

Раздел 1 (Модуль)

1. Введение в компьютерную

графику. Основные понятия и

общие сведения.

Знать: принципы работы программы; необходимые

минимальные требования, предъявляемые к

аппаратным средствам; критерии выбора данной

программы для решения поставленной задачи;

Уметь: устанавливать и запускать программу;

настраивать параметры дисплея для более

комфортной работы с

программой.

2. Создание графических

объектов. Операции с

объектами.

Знать: операции с объектами.

Владеть: созданием графических объектов

3. Работа с текстом в CorelDraw. Знать: работу с текстом в CorelDraw.

Владеть текстом в CorelDraw

4. Создание эффектов. Растровые

эффекты.

Знать: создание эффектов, растровые эффекты.

Уметь: создавать эффекты, растровые эффекты.

5. Работа со цветом. Знать: как работать с цветом.

Уметь: выбирать методы представления знаний для

решения неформализованных задач.

Владеть: методами и технологиями проектирования

экспертных систем.

2Модуль

6. Графический редактор

Photoshop. Растровые

изображения.

Знать: Графический редактор Photoshop.

Владетьрастровыми изображения.

7. Выделенные области,

рисование и заливка.

Знать: Выделенные области, рисование и заливка.

Владеть рисованием и заливкой.

8. Слои. Эффекты и размещение

слоев Photoshop.

Знать: слои, эффекты и размещение слоев Photoshop..

Владеть слоями.

9. Работа с контурами. Знать: работа с контурами.

Владеть контурами

10. Создание текста в Photoshop.

Преобразование текста.

Знать: создание текста в Photoshop, преобразование

текста.

Владеть созданием текста

11. Создание 3 D шара и конуса.

Ввод текста по окружности

Знать: создание 3 D шара и конуса.

Владеть вводом текста по окружности

Примечание: Ко всем темам знать основные определения и термины по темам занятий.

Темы рефератов по Компьютерной графике

1. Современные технологии в компьютерной графике.

2. Аппаратное обеспечение и графические программы

3. Неразрушающие алгоритмы сжатия компьютерной графики

4. Разрушающие алгоритмы сжатия компьютерной графики

5. История разработки крупных графических пакетов Photoshop, Corel, Autodesk.

6. Стандарты и языки компьютерной графики.

7. Алгоритмы распознавания изображения. Поисковые сервисы изображений, принципы

их работы.

8. Графика и игры. Технологии, применяющиеся в «игристрое». История и

современность.

9. Графические технологии будущего.

10. Технология FLASH - современное состояние, интерграция, возможности.

11. Виртуальные лаборатории - примеры в интернете, возможности, стоимость

изготовления, кто занимается, ссылки на демонстрационные материалы.

12. Графические пакеты - обзор, возможности, применение.

8.Вопросы, выносимые на контроль (самоконтроль)

По разделу1

1. История развития компьютерной графики

2. История развития графической системы персонального компьютера

3. Графика и компьютерная графика

4. Графические файлы

5. Графические модели

6. Отображение цветов

7. Определение цвета с помощью палитры

8. Типы палитр

9. Цвет

10. Цветовые модели

11. Субтрактивные цветовые модели

12. Цветовые модели повышенной точности

13. Векторные файлы

14. Растровые файлы

15. Структура растрового файла

16. Сетчатая (каркасная) модель

По разделу2

1. Фрактальная графика

2. Фрактальное сжатие

3. Сжатие данных

4. Сжатие с потерями и без потерь. Симметричное и асимметричное сжатие.

5. RLE схема битового, байтового и пиксельного уровней

6. Сжатие с потерями JPEG

7. Этапы сжатия JPEG

8. Кривые Безье.

9. Шрифты. Типы шрифтов и их особенности.

10. Назначение, достоинства и недостатки векторной и растровой графики, их

особенности.

11. Разрешение векторного изображения. Разрешение растрового изображения.

12. Какие характеристики имеет векторное изображение? Какие характеристики имеет

растровое изображение? Назовите причины выбора триады цветов RGB.

13. Формат Adobe PDF. Возможности, назначение, области применения.

14. Каким образом сжимает передаваемую информацию факс? Назовите и опишите

известные алгоритмы сжатия.

15. Основные элементы и понятия трёхмерной графики, их назначение, применение.

16. Передача черно-белого и цветного изображения

17. Методы анимации: иерархический, последовательный, сквозной.

Практические занятия

1. Интерфейс векторного редактора CorelDraw.

Знакомство с инструментами. 2

2. Создание простых объектов. Операции с

объектами. 2

3. Работа с текстом.

Форматирование текста. 2

4. Создание и свойства кривой.

Художественные средства рисования. 4

5. Создание эффектов. Растровые эффекты. 2

6. Работа со цветом. 2

7. Работа с растровыми изображениями 2

8. Эффект линзы 2

9. Преобразование формы объектов 2

10. Интерфейс графического редактора Adobe

Photoshop. Знакомство с инструментами. 2

11. Работа со слоями. Каналы. История. 2

12. Работа с текстами. 2

13. Создание объемного текста и рисунка. Эффект

капающего текста. 2

14. Работа с рамками. 2

15. Создание молнии. Слияние двух картинок в

одну. Обработка фотографии. 4

16. Эффект пламени. 2

17. Создание отбрасывающей тени. Применение

текстуры. 4

Итого 40ч.

Уважаемые студенты

Вы должны, в период изучения дисциплин «Компьютерная графика», выполнить

приведенные задания в качестве самостоятельной работы (по СРС). Приведенные тесты

могут служить формой контроля знаний.

Вопросы контрольных тестов

Вопрос №1

Для вывода графической информации в персональном компьютере используется

Ответы:

мышь

клавиатура

экран дисплея (правильный)

сканер

Вопрос №2

Устройство не имеет признака, по которому подобраны все остальные устройства из

приведенного ниже списка:

Ответы:

сканер (правильный)

плоттер

графический дисплей

принтер

Вопрос №3

Точечный элемент экрана дисплея называется:

Ответы:

точкой

зерном люминофора

пикселем (правильный)

растром

Вопрос №4

Сетку из горизонтальных и вертикальных столбцов, которую на экране образуют пиксели,

называют:

Ответы:

видеопамятью

видеоадаптером

растром (правильный)

дисплейным процессором

Вопрос №5

Графика с представлением изображения в виде совокупностей точек называется:

Ответы:

фрактальной

растровой (правильный)

векторной

прямолинейной

Вопрос №6

Пиксель на экране цветного дисплея представляет собой:

Ответы:

совокупность трех зерен люминофора (правильный)

зерно люминофора

электронный луч

совокупность 16 зерен люминофора

Вопрос №7

Видеоадаптер - это:

Ответы:

устройство, управляющее работой графического дисплея (правильный)

программа, распределяющая ресурсы видеопамяти

электронное, энергозависимое устройство для хранения информации о графическом

изображении

дисплейный процессор

Вопрос №8

Видеопамять - это:

Ответы:

электронное, энергозависимое устройство для хранения двоичного кода

изображения, выводимого на экран (правильный)

программа, распределяющая ресурсы ПК при обработке изображения

устройство, управляющее работой графического дисплея

часть оперативного запоминающего устройства

Вопрос №9

Для хранения 256-цветного изображения на один пиксель требуется:

Ответы:

2 байта

4 бита

256 битов

1 байт (правильный)

Вопрос №10

Устройство не имеет признака, по которому подобраны все остальные устройства из

приведенного списка:

Ответы:

джойстик

мышь

принтер (правильный)

трекбол

Вопрос №11

В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов

уменьшилось с65 536 до 256. Объем файла уменьшится в:

Ответы:

4 раза

2 раза (правильный)

8 раз

16 раз

Вопрос №12

Графика с представлением изображения в виде последовательности точек со своими

координатами, соединенных между собой кривыми, которые описываются математическими

уравнениями, называется

Ответы:

фрактальной

растровой

векторной (правильный)

прямолинейной

Вопрос №13

Применение векторной графики по сравнению с растровой:

Ответы:

не меняет способы кодирования изображения

увеличивает объем памяти, необходимой для хранения изображения

не влияет на объем памяти, необходимой для хранения изображения, и на

трудоемкость редактирования изображения

сокращает объем памяти, необходимой для хранения изображения, и облегчает

редактирование последнего (правильный)

Литература

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Кобурн, П.Маккормик. CorelDraw 9. Официальное руководство. Санкт-Петербург.

Москва-Харьков-Минск 2000.

2. Д.Миронов. CorelDraw 11.Учебный курс. Москва 2000.

3. Алиев В.Э. Обработка графической информации на ПЭВМ. – М., МФТИ, 1997.

4. Корриган Дж. Компьютерная графика: секреты и решения (пер. с англ.). – М., Энтроп,

2005.

5. Александр Тайц, Александра Тайц. CorelDrawGraphicsSuite 11: все программы пакета.

Санкт-Петербург. БХВ-Петербург, 2003.

Практические занятия

Лабораторная работа №1.

Задание: По растровому образцу создать векторное изображение.

Варианты заданий:

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)

10)

11)

12)

13)

14)

15)

16)

17)

18)

19)

20)

Все задания в цвете и в электронном виде расположены на сайте

http://compgraph.tpu.ru/



1. Фотомонтаж: Смонтировать на пейзажной фотографии несколько объектов (фигур

людей, животных, небесных светил). Сделать надпись, имитирующую дату, проставляемую

фотоаппаратом.

2. Фотомонтаж: портрет + головной убор. Далее изображение преобразовать в

дуотон в стиле старой выцветшей фотографии. Добавить обгоревший край.

3. Преобразовать черно-белое изображение здания в цветное. Добавить солнечные

блики на стеклах и крыше.

4. Преобразовать цветное изображение в изображение в стиле старинной

раскрашенной фотографии. Добавить фигурно вырезанные края.

5. Фотомонтаж: люди + здания. Преобразовать цветное изображение в изображение в

черно-белое (градации серого). Добавить царапины. Сделать задний фон слегка размытым.

6. Использую изображения человека создать вокруг него сияющий ореол.

7. Используя любое изображение создать эффект его отражения от гладкого

кафельного пола.

8. Преобразовать фотореалистическое изображение здания, добавив в верхней части

здания разноцветную подсветку, в нижней части здания неоновую вывеску.

9. Преобразовать фотореалистическое изображение в изображения различных

художественных стилей: рисунок углем, карандашный рисунок, рисунок маслом и

акварелью, литографию.

10. Цветное изображение преобразовать в черно-белое (градации серого). Добавить

эффект зернистости пленки. Добавить надпись, имитирующую надпись чернилами.

11. Отсканировать старую фотографию и отретушировать ее. Устранить разрывы и

царапины. Очистить артефакты.

12. Используя изображения спортсмена добиться эффекта большой выдержки.

Движение спортсмена должны быть размыты, а задний фон четок.

13. Используя фотографию леса, добиться эффекта попадания луча света в объектив

фотоаппарата.

14. Подготовить ряд элементов сайта: кнопок, полос и т. д. При этом использовать

настройки слоя для задания объема элементов и тени.

15. Используя фильтры подготовить ряд изображений для анимационной картинки,

имитирующей пробегание волн по изображению. В GIF animator собрать анимационное

изображение.


имитирующей скручивание и раскручивание изображения. В GIF animator собрать

анимационное изображение.


имитирующей пробегание солнечных бликов. В GIF animator собрать анимационное



имитирующей пробегание ряби по изображению. В GIF animator собрать анимационное


19. Использую комбинированное выделение и градиентные заливки создать

автопортрет в стиле художников кубистов.

20. Создать в PhotoShop макет сайта. Импортировать его в ImageReady, где добавить

rollover эффекты и сохранить в HTML виде.

21. Создать фон для HTML страницы. Фон при повторении не должен образовывать

стыки.

22. Создать фон для HTML страницы с вдавленным текстом.

23. Найти в Internet и создать текстовые надписи с эффектами огненных, ледяных и

неоновых букв.

24. Создать макет этикетки газированного напитка. Использовать надпись вдоль

эллипса. Использовать градиентную заливку. Использовать стили слоя, задающие тень и

объем.

25. Используя различные наборы кистей создать изображение в стиле детского

рисунка.

Все задания в цвете и в электронном виде расположены на сайте

http://compgraph.tpu.ru/



1. Разработать программу построения ковра Серпинского. Число поколений задается

пользователем. При построении фрактала отобразить все поколения ковра

Серпинского.

2. Разработать программу построения множества Мандельброта. Реализовать

увеличение участка фрактала. Выбор участка фрактала происходит с помощью мыши.

3. Разработать программу построения триадной кривой Коха. Число поколений задается

пользователем. При построении фрактала отобразить все поколения кривой Коха.

4. Разработать программу построения "дракона" Хартера-Хейтуэя. Число поколений

задается пользователем. При построении фрактала отобразить все поколения дракона.

5. Разработать программу построения салфетки Серпинского. Число поколений задается

пользователем. При построении фрактала отобразить все поколения салфетки

Серпинского.

6. Разработать программу построения снежинки Коха. Число поколений задается

пользователем. При построении фрактала отобразить все поколения снежинки Коха.

7. Разработать программу построения множества Жулиа. Реализовать увеличение

участка фрактала. Выбор участка фрактала происходит с помощью мыши.



8. Реализовать программу запускающую в разных потоках подпрограммы прорисовки

отрезков прямых. В одной подпрограмме реализовать алгоритм Брезенхейма, во

второй простейший алгоритм построения отрезка прямой. Координаты концов

отрезков определяются случайным образом в обоих случаях, но каждая подпрограмма

рисует отрезки в своих прямоугольных областях.

9. Реализовать программу построения кривой Безье. Вызывая подпрограмму с плавно

меняющимися параметрами добиться различных визуальных эффектов.

10. Реализовать простейший векторный редактор, позволяющий рисовать отрезки

прямых. Редактировать их за узлы (концы отрезков). Функции редактирования:

изменение координат, удаление отрезков, задание стилей линий. Отрезки прямых

рисуются по алгоритму Брезенхейма.

11. Реализовать программу запускающую в разных потоках подпрограммы прорисовки

окружностей. В одной подпрограмме реализовать алгоритм Брезенхейма, во второй

простейший алгоритм построения окружности. Координаты центров и радиусы

определяются случайным образом в обоих случаях, но каждая подпрограмма рисует

окружности в своих прямоугольных областях.

12. Реализовать простейший векторный редактор, позволяющий рисовать окружности.

Редактировать их за узлы (центр окружности). Функции редактирования: изменение

координат центра, изменение радиуса, удаление окружности, задание стилей линий.

Окружности рисуются по алгоритму Брезенхейма.

13. Реализовать алгоритм отсечения многоугольника по произвольному прямоугольнику

и другому произвольному многоугольнику.

14. Написать программу, реализующую алгоритм закраски многоугольника. Во втором

потоке запустить программу использующие стандартные функции рисования

закрашенных многоугольников. Каждый поток рисует многоугольники в разных

прямоугольных областях.

15. Реализовать метод устранения ступенчатости с увеличением частоты выборки.

Предусмотреть функции. Увеличения участка изображения.

16. Реализовать метод устранения ступенчатости, основанный на использовании

полутонов. Предусмотреть функции. Увеличения участка изображения.

17. Разработать простейший графический редактор с возможностью цветовой

корректировки изображений. Функции редактора: открытие BMP изображений,

изменение яркости и контрастности, сохранение в новом файле. Предусмотреть

отображение хода изменения яркости и контрастности (ProgresBar).

18. Разработать простейший графический редактор с возможностью масштабирования

изображений. Функции редактора: открытие BMP изображений, изменение масштаба

(использовать линейную интерполяцию), сохранение в новом файле. Предусмотреть

отображение хода изменения изображения (ProgresBar).

19. Разработать собственный формат хранения изображения. Для этого разработать

собственный алгоритм сжатия изображения. Написать программу, работающую с

данным форматом изображений: открытие, просмотр, сохранение изображений,

преобразование из других форматов.

20. Разработать простейший графический редактор с возможностью поворота

изображений. Функции редактора: открытие BMP изображений, поворот изображения

на заданный угол (при необходимости автоматическое увеличение изображения),

сохранение в новом файле. Предусмотреть отображение хода изменения изображения

(ProgresBar).

21. Разработать простейший графический редактор с фильтром размытия изображений.

Функции редактора: открытие BMP изображений, размытие изображения, сохранение

в новом файле. Предусмотреть отображение хода изменения изображения

(ProgresBar).

22. Разработать собственный формат хранения изображения. Использовать

индексированную палитру. Написать программу, работающую с данным форматом

изображений: открытие, просмотр, сохранение изображений, преобразование из

других форматов.

23. Написать программу, реализующую алгоритм закраски области выделенной цветом

границы. Во втором потоке запустить программу использующие стандартные

функции закраски области. Каждый поток закрашивает области в разных

прямоугольных областях.

24. Реализовать простейший растровый редактор, позволяющий рисовать различными

кистями. В том числе и кистями с размытыми краями. Предусмотреть возможность

сохранения и открытия созданных файлов.

25. Реализовать простейший векторный редактор, позволяющий рисовать отрезки

прямых, прямоугольники, овалы, редактировать их за узлы. Функции редактирования:

изменение координат, удаление, задание стилей линий, заливка цветом объектов.

Предусмотреть сохранении и открытие созданных файлов. Для этого разработать

собственный векторный формат хранения изображения.


Задание: Реализовать с заданной совокупностью фигур все виды аффинных

преобразований: перенос по оси OX и оси OY, отражение относительно координатных осей и

прямой Y=X, масштабирование, поворот на заданные углы относительно центра координат и

относительно произвольной точки, указываемой в ходе выполнения программы.

Предусмотреть восстановление исходной позиции фигур. Управление организовать как через

интерфейсные элементы (меню, кнопки, строки редактирования и пр.), так и через «горячие»

клавиши.


Задание №1

Задание №2

Задание №3

Задание №4

Задание №5

Задание №6

Задание №7

Задание №8

Задание №9

Задание №10












Задание №22 Задание №23



Задание для создания анимации

1. Написать программу, показывающею колесо со спицами, катящееся по

наклонной поверхности.

2. Написать программу, имитирующую Броуновское движение частиц в

прямоугольной области. Молекулы отобразить окружностями. Предусмотреть

удары молекул друг об друга. Форма молекул не меняется.

3. Написать программу, имитирующую механические часы.

4. Разработать программу, имитирующую движение баскетбольного мяча (отскоки

от пола), Мяч при ударах деформируется.

5. Разработать программу, показывающую полет вращающегося бумеранга.

6. Разработать программу, имитирующую падение листа с дерева.

7. Разработать программу, имитирующую падение снежинок.

8. Разработать программу, отображающую двигающийся манипулятор робота.

9. Написать программу, показывающую падающие фигуры «Тетриса», при

нажатии на клавиши осуществляется поворот фигур, и их окончательно падение.

10. Разработать программу, отображающую три взаимосвязанных, вращающихся

шестеренки.

11. Разработать программу, отображающую подъем груза через систему

вращающихся блоков (Не менее трех блоков).

12. Разработать программу, имитирующую игру в настольный теннис (вид сверху).

13. Разработать программу, отображающую раздачу карт для пасьянса.

14. Разработать программу, отображающую пульсирующее сердце.

15. Разработать программу, отображающую летящий самолет с вращающимся

винтом.

16. Написать программу, выводящую на экран шагающего человечка.

17. Написать программу, выводящую на экран взлетающую ракету. С удалением от

земли ракета уменьшается.

18. Разработать программу, реализующую двухмерные трансформации с любым

текстом.

19. Разработать программу, реализующую двухмерные трансформации с фигурой,

заполненной текстурой.

20. Разработать программу, реализующую двухмерные трансформации с любой

двухмерной фигурой (квадрат, окружность, ромб, звезда). Фигура выбирается из

списка.


Задание: Реализовать с заданным телом все виды преобразований в пространстве:

перенос вдоль координатных осей, отражение относительно основных плоскостей,

масштабирование, поворот на заданные углы относительно координатных осей.

Предусмотреть восстановление исходной позиции тела. Реализовать ортогональное

проецирование. Управление организовать как через интерфейсные элементы (меню, кнопки,

строки редактирования и пр.), так и через «горячие» клавиши.


Задание №1

Задание №2

Задание №3

Задание №4

Задание №5

Задание №6

Задание №7

Задание №8

Задание №9 Задание №10 Задание №11 Задание №12















Задание: По растровому образцу создать векторное изображение.


1. Написать программу, выводящую на экран модель солнечной системы.

2. Разработать программу, выводящую на экран взрыв куба. При взрыве грани,

вращаясь, разлетаются от куба по разным траекториям.

3. Разработать программу, выводящую на экран каркас сферы. Сфера должна

сжиматься по оси Z.

4. Разработать программу, выводящую на экран каркас Тора. Предусмотреть

вращение тора по разным осям.

5. Разработать программу, выводящую на экран вращающуюся и после этого

падающую монетку.

6. Разработать программу, выводящую на экран книгу с переворачивающимися

страницами.

7. Разработать программу, выводящую на экран каркас цилиндра. Предусмотреть

масштабирование по всем осям.

8. Разработать программу, выводящую на экран приземление трехмерной

"летающей тарелки". При посадке "летающая тарелка" выдвигает опоры.

9. Разработать программу, имитирующую Броуновское движение частиц в

прямоугольном параллелепипеде. Молекулы отобразить любыми трехмерными

телами. Предусмотреть удары молекул друг об друга. Форма молекул не

меняется.

10. Реализовать трехмерный тетрис. Дно трехмерного стакана 2x2. Высота

произвольная. Фигуры либо прямоугольники 2x1x1, либо кубики 1x1x1.

11. Разработать трехмерный редактор, позволяющий собирать конструкции из

прямоугольных параллелепипедов.

12. Разработать программу, выводящую на экран процесс кладки кирпичной стены.

13. Написать программу, показывающую трехмерное колесо со спицами, катящееся

по наклонной поверхности от наблюдателя. Использовать перспективную

проекцию.

14. Разработать программу, отображающую лестничные марши. Предусмотреть

возможность имитации подъема камеры вверх по лестнице.

15. Разработать программу, выводящую на экран процесс создания детского

самолетика из листа бумаги.

16. Разработать трехмерный редактор, позволяющий рисовать траекторию в

трехмерном пространстве и далее показывать движение куба по заданной

траектории.

17. Разработать программу, выводящую на экран пирамиду при каждом щелчке

мыши с увеличивающимся числом граней. Предусмотреть возможность

движения камеры вокруг пирамиды.

18. Разработать программу, выводящую на экран шкаф. Предусмотреть

возможность открытия дверей.

19. Добавить в первую часть задания, произвольные трансформации своего тела и

возможность записи в видеофайл.

20. Разработать программу, выводящую на экран любую букву алфавита в

трехмерном виде. Предусмотреть вращение вокруг осей.


Задание: Изучите библиотеку OpenGL и разработайте программу в соответсвии с

вариантом.


1. Напишите программу, отображающую окружность, плавно перетекающую в ромб, и

наоборот; цвет периодически изменяется.

2. Разработайте программу, в которой основание конуса плавно перетекает в вершину,

и наоборот; цвет периодически изменяется.

3. Напишите программу, отображающую "облако" (несколько пересекающихся

эллипсоидов, которые объединяются в один); цвет периодически изменяется.

4. Создайте программу, которая имитирует "воронку". Несколько дисков с разными

радиусами, упорядоченными по возрастанию; глубина (расстояние между дисками) и цвет

периодически изменяется.

5. Спроектируйте и реализуйте программу, отрисовывающую окружность, которая

плавно перетекает в цилиндр; цвет периодически изменяется.

6. Разработайте программу, в которой в верхнем левом углу помещена текстура, при

нажатии на кнопку мыши эта текстура растягивается до позиции, в которой находится

курсор мыши.

7. Создайте программу, отрисовывающую вращающийся куб, на каждой грани

которого находятся различные текстуры.

8. Напишите программу, в которой экран заполнен текстурой, при нажатии на кнопку

мыши количество текстур по горизонтали и по вертикали увеличивается вдвое.

9. Напишите программу, в которой текстура накладывается на цилиндр, конус, диск и

частичный диск.

10. Создайте программу, в которой текстура накладывается на тор.

11. Спроектируйте и реализуйте программу, которая будет отображать вращающуюся

сферу минус куб.

12. Разработайте программу, отображающую пересечение сферы и куба.

Предусмотрите возможность поворота тела вокруг основных осей.

13. Реализуйте программу, отображающую пересечение сферы и тетраэдра.


14. Напишите программу, отображающую тетраэдр минус сфера. Предусмотрите

возможность поворота тела вокруг основных осей.

15. Напишите программу, отображающую сферу минус тетраэдр. Предусмотрите

возможность поворота тела вокруг основных осей.

16. Разработайте программу, отображающую конус минус цилиндр (центральные оси

фигур совпадают, радиусы - нет). Предусмотрите возможность поворота тела вокруг

основных осей.

17. Реализуйте программу, в которой отображается тетраэдр минус конус.


18. Спроектируйте и реализуйте программу, в которой будет отображаться конус минус

тетраэдр. Предусмотрите возможность поворота тела вокруг основных осей.

19. Напишите программу, отображающую пересечение тетраэдра и цилиндра.


20. Напишите программу, отрисовывающую пересечение конуса и тетраэдра.


21. Создайте программу-имитацию Вселенной (несколько звезд, время от времени одна

из них вспыхивает, увеличиваясь в размерах, другая гаснет, уменьшаясь).

22. Разработайте программу, изображающую молекулу: несколько электронов

вращаются вокруг ядра.

23. Напишите программу, позволяющую делать различные преобразования со сферой

(перемещение, сжатие, растяжение, изменение цвета, освещение и т. д.); управление

действиями задается с клавиатуры.

24. Реализуйте программу, рисующую с помощью OpenGl-примитивов автомобиль;

предусмотрите возможность его просмотра со всех сторон.

25. Напишите программу, изображающую вращающуюся планету Земля.

26. Создайте программу-имитатор простого станкового механизма.

27. Напишите программу, которая выводит в окно текстуру; при нажатии в каком-либо

месте окна кнопки мыши от этой позиции расходятся круги, как по водной поверхности (т. е.

текстура при этом должна колебаться).

28. Создайте программу - имитацию заставки Windows "В мире Windows".

29. Напишите программу - имитацию заставки Windows "Объемный текст".

ГЛОССАРИЙ Глоссарий по компьютерной графике

2D Graphics -Двумерная графика. Графика, действие в которой происходит в одной

плоскости. Например, пользовательский интерфейс.

3D Graphics -Трехмерная графика. Визуальное отображение трехмерной сцены или

объекта. Для представления трехмерной графики на двумерном устройстве (дисплей)

применяют рендеринг (см. Rendering).

Alpha -Коэффициент прозрачности. В описание цвета (RGB) может входить

специальный канал, называемый альфа-каналом, который отвечает за прозрачность данного

цвета. Т.о., цвет описывается как ARGB.

Alpha Blending (Alpha pixel blending) -Реальный мир состоит из прозрачных,

полупрозрачных и непрозрачных объектов. Alpha Blending - это способ передачи

информации о прозрачности полупрозрачным объектам. Эффект прозрачности и

просвечивания достигается путем смешивания значений цветов исходного и

результирующего пикселей. Разделение изображения на многоугольники производится с

использованием маски, плотность которой зависит от прозрачности объекта. В результате

цвет точки является комбинацией цветов переднего и заднего плана. Обычно, Alpha имеет

нормализованное значение от 0 до 1 для каждого цветного пиксела. Новый пиксел =

(alpha)(цвет пиксела А) + (1 - alpha)(цвет пиксела В).

Alpha Buffer -Альфа буфер. Дополнительный буфер, в котором содержится информация

о прозрачности, таким образом, пиксел имеет четырехзначное представление (RGBA), и в

32-разрядном буфере содержится 24 бита информации о цвете, т.е. 8 бит на каждый из

цветов (красный, зеленый и синий), и 8 бит на значение alpha. См. также Transparency.

Ambient-Световой источник, который светит одинаково во всех направлениях. Все

объекты освещаются с равной интенсивностью.

Animation -Достаточно быстрый, повторяющийся процесс рендеринга изображения. Для

достижения наибольшего качества анимации используется двойная буфферизация (Double

Buffering).

Anizotropic filtering - Анизотропная фильтрация является более сложным фильтром, чем

трилинейная фильтрация. Анизотропная фильтрация работает с пикселами как с эллипсами

и для получения одного пиксела обрабатывает большое количество текселов (до 32).

Anti-aliasing -Анти-алиасинг. Способ обработки (интерполяции) пикселов для получения

более четких краев (границ) изображения (объекта). Наиболее часто используемая техника

для создания плавного перехода от цвета линии или края к цвету фона. В некоторых случаях

результатом является смазывание (blurring) краев.

API (Application Programming Interface) -Набор библиотек функций (обычно

аппаратнонезависимых) определенного профиля.

Atmospheric Effect -Специальные эффекты, например, туман, позволяющие улучшить

рендеринг изображений реального мира.

Back buffer -Вторичный буфер. Область памяти, в которой рассчитываются объекты

трехмерной сцены. Вывод изображения на экран осуществляется через Front Buffer

(первичный буфер). Обычно процесс копирования содержимого вторичного буфера

синхронизируется с обратным ходом луча ЭЛТ монитора. Таким образом достигается

плавная смена кадров.

Bitmap - Способ кодирования изображения пиксел за пикселом.

Bilinear (bi-linear) Filtering -Метод устранения искажений изображения (устранение

"блочности" текстур при их увеличении). При медленном вращении или движении объекта

(приближение/удаление) могут быть заметны перескакивания пикселов с одного места на

другое, т.е. появляется блочность. Для снижения этого эффекта при билинейной

фильтрации берется взвешенное среднее значение цвета четырех смежных текстурных

пикселов (texels) и в результате определяется цвет текстуры.

BitBLTs -BitBLT = Bit Block Transfer. БитБлет. Наиболее важная функция для ускорения

графики в средах, использующих оконный интерфейс GUI (Graphic User Interface). BitBLT -

фактически означает просто перемещение блока данных из одного места в другое, которое

производится с учетом требований графической памяти. Например, эта функция

используется при каждом перемещении окна, таким образом BitBLT - просто передача блока

пикселов. Более сложное использование этой функции связано с ситуациями, требующими

некоторого преобразования исходных данных, например, когда каждый "одноцветный" бит

исходных данных расширяется до "цветного" с использованием цветовых палитр переднего

или заднего плана перед тем, как он будет выведен на экран.

Blending -Блендинг. Комбинирование двух или более объектов с использованием

некоторого базиса пикселов.

Buffer -Буфер. Область временного хранения данных, часто используется для

компенсации разницы в скорости работы различных компонентов системы. Часто в качестве

буфера используется дополнительная память, зарезервированная для временного хранения

данных, которые передаются между центральным процессором системы и периферией

(такой, как винчестер, принтер или видеоадаптер). Особенно полезен буфер для

компенсации разницы в уровнях интенсивности потоков данных, для обеспечения места

размещения данных, когда процессы асинхронны (например, данные, переданные в

контроллер видеоплаты, должны дождаться, когда графический процессор закончит

выполнение текущей операции и считает новую порцию информации), и для сохранения

данных в неизменном виде (как буфер для видеокадра). Некоторые буферы являются частью

адресуемой памяти центрального процессора системы, другие буферы памяти являются

частью периферийных устройств.

Bump Texture Mapping -В отличии от texture mapping, технология bump mapping

подразумевает использование, как минимум, еще одной (обычно в оттенках серого)

текстуры, которая служит в качестве карты для рельефа, который должен проявится при

визуализации. Эта технология разработана для придания дополнительной детализации и

объемности объектам без изменения их геометрических размеров. В случае если bump map

будет не статичной, а анимированной, то можно достичь эффектов визуального изменения

геометрии объекта во времени.

Chroma Keying -Chroma Keying, или текстурная прозрачность - возможность определять

основной цвет в карте текстур и делать его прозрачным в процессе текстурирования

изображения. В связи с тем, что не все объекты легко моделируются с использованием

многоугольников, сhroma keying используется при включении в сцену сложных объектов в

виде карт текстур.

Color-Цвет. Это индивидуальные компоненты белого цвета, по-разному

воспринимаемые человеческим глазом. Цветные мониторы используют три основных

компонента цвета, на которые реагирует человеческий глаз: красный, зеленый и голубой.

Цвет, который в итоге отображается на экране, образуется в результате смешения этих трех

основных цветов.

Colored lighting-Цветовое освещение. Освещение источниками разного цвета, при этом

происходит смешение цвета. Совсем недавно цветовое освещение стало использоваться в

новейших 3D играх (Quake2, Unreal и др.).

Computer graphics-Компьютерная графика. Общее направление, описывающее создание

или манипуляцию графическими изображениями и изобразительными данными с помощью

компьютера. Может использоваться в CAD, анимации, дизайне, архитектуре, деловой

графике и т.д. Системы для компьтерной графики обычно являются интерактивными, т.е.

отображают изображение на дисплее таким, каким оно создано, или в виде, в который

преобразована исходная картинка.

Depth Cueing-Уменьшение интенсивности освещения текстур при удалении объекта от

точки наблюдения.

Directional-Световой источник, который освещает одинаково все объекты сцены, как бы

из бесконечности в определенном направлении. Обычно используется для создания

удаленных световых источников (таких как Солнце).

Display lists-Дисплейные списки от обычного потока команд отличаются так же, как

компилятор от интерпретатора. В идеальной случае драйвер видеокарты должен уметь

преобразовывать команды интерфейса в родной для графического чипа вид, а храниться эта

программа должна в локальной памяти карты. Оттуда микрокод может быть быстро

выполнен графическим процессором.

Dithering-Способ получения изображения 24-битного качества с использованием 8- или

16-битных буферов. Два цвета используются для моделирования третьего, и обеспечиваются

плавные переходы между элементами изображения.

Double Buffering - Двойная буферизация. Представьте себе старый трюк аниматоров:

нарисованный на уголках стопки бумаги персонаж мультика со слегка изменяемым

положением на каждом следующем листе; затем, пролистав всю стопку, отогнув уголок, мы

увидим плавное движение нашего героя. Практически такой же принцип работы имеет и

Double Buffering в 3D анимации, т.е. следующее положение персонажа уже нарисовано до

того, как текущая страница не пролистана. Без применения двойной буферизации

движущееся изображение не будет иметь требуемой плавности, т.е. будет прерывистым. Для

двойной буферизации требуется наличие двух областей, зарезервированных в буфере кадров

трехмерной графической платы; обе области должны соответствовать размеру изображения,

выводимого на экран. Метод использования двух буферов для получения изображения: один

для отображения картинки, другой для рендеринга. В то время, как отображается

содержимое одного буфера, в другом происходит рендеринг. Когда очередной кадр

обработан, буфера переключаются (меняются местами). Таким образом наблюдатель все

время видит отличную картинку. (см. Back Buffer).

Edge anti-aliasing -Краевой антиалиасинг - механизм борьбы с лестничным эффектом.

Краевой антиалиасинг сглаживает края полигонов.

Environment Map-Bump Mapping -Технология, являющаяся дальнейшим развитием Bump

Mapping. В этом случае, помимо базовой текстуры объекта, применяется еще две текстуры:

1. Текстура, являющаяся отрендеренным вариантом трехмерной сцены вокруг объекта

(environment map).

2. Текстура - карта рельефа (bump map). Самостоятельно и совместно с Procedural

Texturing данная технология позволяет получить такие натуральные эффекты, как

отражение, отражение в кривом зеркале, дрожжание поверхностей, искажение изображения,

вызываемое водой и теплым воздухом, трансформация искажений по шумовым алгоритмам,

имитация туч на небе и др.

Face cutting -Удаление задних/передних граней. Можно существенно повысить скорость,

исключив из расчетов задние части поверхности. Так можно поступить, если объект

непрозрачный, и его заднюю часть все равно не видно.

Flat Shading (Flat) -Метод затенения, называемый также постоянным затенением.

Поверхность объекта, построенного с использованием этого метода, получается наиболее

низкого качества, и изображение выглядит как бы поделенным на блоки. Flat Shading даёт

более худший результат, чем, допустим, метод Gourad, но, в то же время, и работает

значительно быстрее.

Fog -Вид blending для объекта с фиксированными цветом и пикселами, удаляющимися

от точки наблюдения.

Fogging -Затуманивание. Образуется за счет комбинирования смешанных

компьютерных цветовых пикселов с цветом тумана (fog) под управлением функции,

определяющей глубину затуманивания.

FPS, frames per second - Частота смены кадров. Чтобы оценить быстродействие системы

трехмерной визуализации, достаточно запустить приложение, динамически создающее

трехмерные сцены, и подсчитать число кадров в секунду, которое система способна

отобразить. Однако, единого, достаточно авторитетного теста такого рода еще не создано.

Большинство имеющихся тестов, основаны на фрагментах трехмерных игр и проверяют

поведение графической карты на весьма ограниченном наборе функций.

Frame buffer -Буфер кадра. Специально отведенная область памяти компьютера или

отдельной платы для временного хранения данных о пикселах, требуемых для отображения

одного кадра (полного изображения) на экране монитора. Емкость буфера кадра

определяется количеством битов, задействованных для определения каждого пиксела,

который должен отображать изменяемую область или количество цветов и их интенсивность

на экране.

Front buffer -Первичный буфер. Область памяти, из которой происходит вывод кадра на

экран (расчет производится в back buffer).

Gamma -Характеристики дисплеев, использующих фосфор, нелинейны. Небольшое

изменение напряжения, когда общий уровень напряжения низок, приводит к изменению

уровня яркости, однако такое же небольшое изменение напряжения не приведет к такому же

заметному изменению яркости в случае, если общее напряжение велико. Этот эффект или,

точнее, разница между тем, что должно быть и тем, что реально измерено, называется

гаммой.

Gamma Correction -Перед выводом на дисплей линейные данные RGB должны быть

обработаны (скорректированы) для компенсации гаммы (нелинейной составляющей)

дисплея.

Gouraud Shading (Smooth shading) -Затенение методом Гуро (или плавное затенение),

один из наиболее популярных алгоритмов затенения, который обеспечивает прорисовку

плавных теней вокруг изображаемого объекта, что позволяет изображать трехмерные

объекты на плоском экране. Метод назван по имени его разработчика, француза Генри Гуро.

Gouraud Shading, или цветовая интерполяция - процесс, с помощью которого цветовая

информация интерполируется по поверхности многоугольника для определения цветов в

каждом пикселе. Информация о цвете связывается с каждым пикселом каждого

многоугольника, с использованием линейной интерполяции по всему множеству

многоугольников. Затенение Гуро также работает, считывая информацию о цвете каждого

треугольника, на которые разбита поверхность объекта, и плавно интерполирует

интенсивность красного, зеленого и голубого цветов по трем координатам. Этот метод

уменьшает "блочность" изображения (смотри Flat Shading ) и используется для отображения

металлических и пластиковых поверхностей. В результате действия этого алгоритма должен

создаваться эффект, заставляющий глаза зрителя экстраполировать информацию о глубине и

кривизне поверхности изображаемого объекта.

Hidden Surface Removal -Удаление скрытых поверхностей. Метод определения видимых

для наблюдателя поверхностей. Позволяет не отображать невидимые из данной точки

поверхности объекта.

Interpolation -Интерполяция - математический способ восстановления отсутствующей

информации. Например, необходимо увеличить размер изображения в 2 раза, со 100

пикселов до 200. Недостающие пикселы генерируются с помощью интерполяции пикселов,

соседних с тем, который необходимо восстановить. После восстановления всех

недостающих пикселов получается 200 пикселов вместо 100 существовавших, и, таким

образом, изображение увеличилось вдвое.

Interactivity -Интерактивность. Этим термином описывается поведение прикладной

программы, с помощью которой пользователь может влиять на результат деятельности

приложения, имея возможность немедленно добавить, изменить или удалить получающийся

результат.

Jaggies -Визуальные артефакты возникающие при рендеринге без использования

Antialiasing'a снижающие качество изображения.

Lighting -Существуют разные методы, использующие реалистичные графические

эффекты для отображения 3D объектов на двумерном дисплее. Один из них - освещение.

Используются разные уровни яркости ("светло-темно") при отображении объекта для

придания ему объема.

Line anti-aliasing - Линейный антиалиасинг - механизм борьбы с лестничным эффектом.

Линейный антиалиасинг сглаживает диагональные линии.

Line Buffer -Линейный буфер - буфер памяти, используемый для хранения одной линии

видеоизображения. Если горизонтальное разрешение дисплея установлено равным 640 и для

кодирования цвета используется схема RGB, то линейный буфер будет иметь размер 640х3

байт. Линейный буфер обычно используется в алгоритмах фильтров.

MIP Mapping -Multum in Parvo - с латыни переводится как "много в одном". Метод

улучшения качества текстурных изображений при помощи использования текстур с разным

разрешением для различных объектов одного и того же изображения, в зависимости от их

размера и глубины. Таким образом, в памяти хранятся несколько копий текстурированного

изображения в различных разрешениях. В результате этого изображение остается

качественным при приближении к объекту и при удалении от него. При использовании этого

метода Вы увидите изображение в высоком разрешении, находясь близко от объекта, и

изображение в низком разрешении при удалении от объекта. MIP Mapping снижает

мерцание и "зашумленность" изображения, возникающие при texture mapping. Mip mapping

использует некоторые умные методы для упаковки данных о текстурах изображения в

памяти. Чтобы использовать Mip mapping, необходимо, взяв все размеры текстур и умножив

это число на два, построить одну карту наибольшего размера. Все карты меньшего размера

обычно фильтруются и становятся усредненными и уменьшенными версиями самой

большой карты.

Multitexturing -Мультитекстурирование - метод рендеринга с использованием

нескольких текстур за минимальное число проходов. Текстуры накладываются на объект

последовательно, с использованием разного рода арифметических операций.

Мультитекстурирование позволяет конвейеризировать наложение текстур с использованием

нескольких (обычно двух) блоков текстурирования. Операции наложения тумана и альфа-

смешения с фрейм-буфером не относятся к мультитекстурированию и выполняются после

всех стадий.

Normal (Vector) -Вектор нормали - перпендикуляр плоскости.

Occlusion -Эффект перекрытия в трехмерном пространстве одного объекта другим.

Palletized Texture -Формат хранения текстур в сжатом виде (1-, 2-, 4- и 8-битный формат

вместо 24-битного). Обеспечивает возможность хранения большего числа текстур в

меньшем объеме памяти.

Parallel point -Световой источник, который освещает равномерно все объекты

параллельным пучком света.

Perspective Correction - Один из способов создания реалистичных объектов.

Рассматриваются величины Z (глубина) при разделении объекта на многоугольники. При

создании современных игр разработчики обычно используют довольно большого размера

треугольники для описания поверхности объекта, и используют текстурные карты для более

точного и детального изображения. Без этого качество картинки было бы гораздо хуже. Если

3D объект движется от наблюдателя, то уменьшаются его линейные размеры (высота и

ширина). Без использования функции perspective correction объект будет дергаться и

двигаться нереалистично. С каждым уровнем скорректированной перспективы происходят

изменения на пиксел в зависимости от глубины. Так как при этом происходит деление на

пикселы, то требуются очень интенсивные вычисления.

Pipeline - Конвейер. В случае с графикой - серия шагов по созданию и отображению

трехмерного изображения. Первый шаг - трансформация: создается трехмерный объект и

отображается на плоскость. Второй шаг - добавление освещенности объекту. Третий шаг -

рендеринг цветов и теней многоугольников для соответствующих текстур.

Pixel - Пиксель. Комбинированный термин, обозначающий элемент изображения,

который является наименьшим элементом экрана монитора. Другое название - pel.

Изображение на экране состоит из сотен тысяч пикселей, объединенных для формирования

изображения. Пиксель является минимальным сегментом растровой строки, которая

дискретно управляется системой, образующей изображение. С другой стороны, это

координата, используемая для определения горизонтальной пространственной позиции

пикселя в пределах изображения. Пиксели на мониторе - это светящиеся точки яркого

фосфора, являющиеся минимальным элементом цифрового изображения. Размер пикселя не

может быть меньше точки, которую монитор может образовать. На цветном мониторе точки

состоят из групп триад. Триады формируются тремя различными фосфорами: красным,

зеленым и синим. Фосфоры располагаются вдоль сторон друг друга. Пиксели могут

отличаться размерами и формой, в зависимости от монитора и графического режима.

Количество точек на экране определяются физическим соотношением ширины к высоте

трубки.

Pixel blending - Метод смешивания цветов текущего пикселя и пикселя, находящегося

уже в буфере кадра, для получения выходного пикселя. Если ввести следующие

обозначения: R1, G1, B1, A1, где каждый из символов соответственно представляет красную,

зеленую, синюю и альфа компоненты текущего пикселя. Тогда R2, G2, B2, A2 - аналогично

для пикселя, уже находящегося в буфере. Source Alpha Pixel Blending - добавление

прозрачности, т.е. - (R1*A1+R2*(1-A1), G1*A1+G2*(1-A1), B1*A1+B2*(1- A1)) Add Pixel

Blending - суммирование цветов, т.е. (R1+R2, G1+G2, B1+B2) Modulate Pixel Blending -

модуляция цветов, т.е. (R1*R2, G1*G2, B1*B2).

Phong Shading - Наиболее эффективный из всех известных методов затенения,

позволяющий получить реалистичное освещение. Прекрасная реалистичность достигается за

счет вычисления объема освещения для каждой точки вместо множества многоугольников.

Каждый пиксел получает свой собственный цвет на основе модели освещения,

направленного на этот пиксел. Этот метод требует более интенсивных вычислений, чем

метод Гуро.

Point - Световой источник, который светит одинаково во всех направлениях из одной

точки (например, лампочка в комнате).

Polygon - Поверхность ограниченная краями заданными точками. Любой многоугольник

- полигон.

Procedural Texturing techniques (программное текстурирование) - Это метод наложения

реалистичных текстур "на лету", т.е. путем математических аппроксимаций структуры таких

материалов как дерево, мрамор , камень и др. (Сравните с простым текстурированием). До

последнего времени Procedural Texturing редко использовалось как в программных, так и

акселерированных игровых и других движках реального времени. В первом случае, ввиду

того, что подобные вычисления требуют колоссальных мощностей математического

сопроцессора для приемлемой скорости рендеринга, а во втором случае - потому, что

"шумовые" алгоритмы Перлина, которые используются для генерации таких текстур - не

стандартны и имеют много вариаций. Более того, процесс генерации текстур, различных по

типу, требует различных схемных подходов, в то время как традиционное наложение

текстур требует одинакового схемного решения для загрузки любого изображения. После

появления на свет технологии MMX от Intel ситуация изменилась, и уже существуют

разработки программной реализации "шума" Перлина на основе этой технологии, которые

позволяют накладывать текстуры "на лету" со скоростью, сравнимой с простым

текстурированием.

Projection - Проецирование(проектирование). Процесс преобразования трех

размерностей в две. Т.е. преобразование видимой части 3D объекта для отображения на

двумерном дисплее.

Quadrilateral - Полигон с четырьмя гранями.

Rasterization - Разделение объекта на пикселы.

Ray Casting - "Отсечение лучей" (не путать с Ray Traysing)- простейший из алгоритмов

создания псевдо трехмерных "плоских" изображений. Использовался программами на

"движке" игры Wolf (Escape from Castle Wolfenstein) id software.

Ray Tracing - "Трассировка лучей" (не путать с Ray Casting) - один из самых сложных и

качественных методов построения реалистических изображений. Наиболее распространен

вариант "обратной трассировки лучей": от глаза наблюдателя, через пиксел строящегося

изображения проводят луч и, учитывая все его отражения от объектов, вычисляют цвет

этого пиксела.

RGB - Система цветообразования, в которой конечный цвет получается за счет

смешения, с различной интенсивностью, трех основных цветов: красного (Red), зеленого

(Green) и синего (Blue). Самое известное устройство, которое использует систему RGB, это

цветной монитор.

Real-time - Режим реального времени; при этом иммитируемые события происходят так

же, как и в реальной жизни. Для достижения этого используется синхронизация со

встроенным таймером компьютера.

Rendering- Процесс создания реалистичных изображений на экране, использующий

математические модели и формулы для добавления цвета, тени и т.д.

Rendering Engine - Дословно - устройство рендеринга. Часть графической системы,

которая рисует 3D-примитивы, такие как треугольники или другие простые многоугольники.

Практически во всех реализациях системы rendering engine отвечает за интерполяцию краев

(границ) объектов и заполнение пикселами многоугольников.

Resolution - Разрешение. Количество пикселей, представленное битами в видеопамяти,

или адресуемое разрешение. Видеопамять может организовываться соотношением пикселов

(битов) по оси x (пикселы на строке) к числу пикселов по оси y (столбцы) и к размеру

отводимой памяти на представление глубины цвета. Стандартная видеопамять VGA 640

пикселов на 480 пикселов и, обычно, с глубиной представления цвета 8 бит. Чем выше

разрешение, тем более детально изображение, и тем больше нужно хранить о нем

информации. Но не вся хранимая информация может быть отображена на дисплее.

Scissors Clip (Scissoring) - Устанавливается положение контрольного пиксела

относительно вырезаемых многоугольников, и многоугольник отбрасывается, если он

находится вне отображаемой зоны. Т.е. сокращаются размеры буфера кадра, за счет

вырезания "ненужных" многоугольников.

Set-up Engine - Set-up engine позволяет драйверам передавать многоугольники в

rendering engine в виде информации об адресах их вершинах, в то время, как, обычно,

информация предварительно обрабатывается центральным процессором и передается в

терминах изменения (дельт) границ, цвета и текстуры. Таким образом, set-up engine

переносит обработку соответствующих данных с центрального процессора на графический

чипсет, сокращая таким образом требования к скорости шины на 30% для обработки

маленьких, случайно расположенных треугольников, и на пропорционально большее

значение для больших многоугольников.

Span - В растровой графике примитивы формируются с помощью преобразования линий

развертки, каждая из которых пересекает примитив в двух точках (Р-левая и Р- правая).

Последовательность пикселов на линии, расположенная между этими двумя точками,

называется span. Каждый пиксел внутри span содержит значения величин Z, R, G, B.

Specular highlights - Световая характеристика, которая определяет то, как свет будет

отражаться от объектов.

Spot - Световой источник, похожий на точечный. Он светит не во всех направлениях, а в

пределах некого конуса. Освещаются только объекты, попадающие в этот конус.

Stencil Buffer - Трафарет позволяет производить рисование по трафарету, то есть

оставлять часть картинки неизменной. Применяется для создания спецэффектов.

Stippling -Создание контурных изображений, т.е. "рисование пунктиром".

Tessellation - Процесс деления изображения на более мелкие формы. Для описания

характера поверхности объекта она делится на всевозможные многоугольники. Наиболее

часто при отображении графических объектов используется деление на треугольники и

четырехугольники, так как они легче всего обсчитываются и ими легко манипулировать.

Texel - Элемент текстуры - определенный пиксель в текстуре.

Texture -Двумерное изображение хранящееся в памяти компьютера или графического

акселератора в одном из пиксельных форматов. В случае хранения в сжатом виде на дисках

компьютера текстура может представлять собой обычный бит-мап, который мы привыкли

видеть в форматах bmp, jpg, gif и т.д. Перед использованием текстура разворачивается в

памяти и может занимать объем в десятки раз больший первоначального размера.

Существует порядка двух десятков более или менее стандартизированных пиксельных

форматов текстур.

Texture Anti-aliasing - Удаление нежелательных искажений растровых изображений с

помощью интерполяции текстурных изображений.

Texture Mapping - Наложение текстур. Традиционно термином texture mapping в

трехмерном моделировании называют процесс наложения двухмерной текстуры на

трехмерный объект (текстура как бы натягивается на объект) для придания ему

соответствующего внешнего вида. Таким образом, например, производится

"раскрашивание" моделей монстров и игроков в трехмерных играх типа Quake и др.

Transformation - Изменение координат. Последовательность математических операций

над выходными графическими примитивами и геометрическими атрибутами для

преобразования их из рассчетных координат в системные координаты.

Transparency - Прозрачность. В компьютерной графике цвет часто описывается в

терминах RGB величин или величинами красного, зеленого и синего цвета. Существует еще

коэффициент Alpha (альфа), являющийся дополнительным компонентом цвета, который

используется для смешения. Коэффициент Alpha может также использоваться в качестве

величины, отвечающей за степень прозрачности, т.е. величины, определяющей возможность

видеть сквозь цвет (или нет). Наиболее важное значение коэффициент Alpha, или

прозрачность, имеет в 3D графике благодаря его использованию для создания нерегулярных

объектов, применяя для этого лишь несколько многоугольников.

Triangle strip and fans - При наличии смежных треугольников, описывающих

поверхность фигуры, не требуется передавать информацию о всех трех вершинах каждого из

них, а просто передается сразу последовательность треугольников, для каждого из которых

определяется лишь одна вершина. В результате снижаются требования к ширине полосы

пропускания.

Tri-linear Filtering (Tri-linear MIP Mapping) - Метод уменьшения искажений в картах

текстур, использующий билинейную фильтрацию для четырех текстурных пикселов из двух

ближайших MIP-карт и их дальнейшую интерполяцию. Для получения изображения берется

взвешенное среднее значение результатов двух уровней билинейной фильтрации.

Полученное изображение - более четкое и менее мерцающее. Текстуры, с помощью которых

формируется поверхность объекта, изменяют свой вид в зависимости от изменения

расстояния от объекта до положения глаз зрителя. При движущемся изображении, например,

по мере того, как объект удаляется от зрителя, карты текстур должны уменьшаться в

размерах вместе с уменьшением размера отображаемого объекта. Для того, чтобы

выполнить это преобразование, графический процессор фильтрует карты текстур вплоть до

(соответствующего) размера, необходимого для покрытия поверхности объекта, при этом

изображение остается естественным, т.е. объект не деформируется непредвиденным

образом. Для того, чтобы избежать таких непредвиденных изменений, большинство

графических программ создают серии пред-фильтрованных карт текстур с уменьшенным

разрешением, этот процесс называется mip mapping. Затем графическая программа

автоматически определяет, какую карту текстур использовать, основываясь на деталях

карты текстур изображения, которое уже выведено на экран. Соответственно, если объект

уменьшается в размерах, размер карты текстур тоже уменьшается.

True color - Цвет с глубиной представления 24 или 32 бит.

Vertex - Точка в трехмерном пространстве, где соединяются несколько линий.

Wireframe - Представление объекта состоящее исключительно из линий.

Z-buffer - Часть графической памяти, в которой хранятся расстояния от точки

наблюдения до каждого пиксела (значения Z). Z-buffer определяет, какая из многих

перекрывающихся точек наиболее близка к плоскости наблюдения. Также, как большее

число битов на пиксель для цвета в буфере кадра соответствует большему количеству

цветов, доступных в системе изображения, так и количество бит на пиксель в z-буфере

соответствует большему числу элементов. Обычно, z-буфер имеет не менее 16 бит на пиксел

для представления глубины цвета. Аппаратные акселераторы 3D графики могут иметь

собственный z-буфер на графической карте, чтобы избежать удвоенной нагрузки на

системную шину при передаче данных. Некоторые реализации Z-buffer используют для

хранения не целочисленное значение глубины а значение с плавающей запятой от 0 до 1.

Z-buffering - Процесс удаления скрытых поверхностей, использующий значения

глубины, хранящиеся в Z-буфере. Перед отображением нового кадра, буфер очищается, и

значения величин Z устанавливаются максимально большим значениям. При рендеринге

объекта устанавливаются значения Z для каждого пиксела: чем ближе расположен пиксел,

тем меньше значение величины Z. Для каждого нового пиксела значение глубины

сравнивается со значением, хранящимся в буфере, и пиксел записывается в кадр, только

если величина глубины меньше сохраненного значения.

Z-sorting - Процесс удаления невидимых поверхностей с помощью сортировки

многоугольников в порядке низ-верх, предшествующий рендерингу. Таким образом, при

рендеринге верхние поверхности обрабатываются последними. Результаты рендеринга

получаются верными только, если объекты не близки и не пересекаются. Преимуществом

этого метода является отсутствие необходимости хранения значений глубины. Недостатком

является высокая загрузка процессора и ограничение на пересекающиеся объекты.

f ? @ > m g : j h > d i j : < e ? g b,, : g k h < g ? k...

Documents