Slide Bài Giảng Đồ Họa Máy Tính Của Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh | TopTaiLieu.Com

Trƣờng Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính ĐỒ HỌA MÁY TÍNH CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỒ HỌA MÁY TÍNH NỘI DUNG TRÌNH BÀY  Giới thiệu tổng quan đồ họa máy tính  Đối tƣợng đồ họa máy tính  Thiết bị hiển thị đồ họa Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide CHƢƠNG TRÌNH Nội dung Chƣơng 1-Giới thiệu đồ họa máy tính Chƣơng 2-Bƣớc đầu tạo dựng hình ảnh Chƣơng 3-Xây dựng cơng cụ vẽ hình ảnh Chƣơng 4-Vector đồ họa máy tính Chƣơng 5-Biến đổi hình Chƣơng 6-Mơ hình hóa đối tƣợng D lƣới đa giác Chƣơng 7-Phép nhìn khơng gian ba chiều Chƣơng 8-Tơ màu vật thể ba chiều Chƣơng 9-Kỹ thuật lặp đệ quy, ứng dụng tạo hoa văn Chƣơng 10-Đồ họa raster Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide TÀI LIỆU MÔN HỌC  [1] Francis S Hill, Jr, Computer Graphics, Macmillan Publishing Company, 1990  [2] Foley, van Dam, Feiner, Hughes, Computer Graphics principles and practice, Addison-Wesley Publishing Company, 1996  [3] Nguyễn Hữu Lộc, Đồ họa máy tính mơ hình hóa hình học, Nhà xuất thành phố Hồ Chí Minh, 2000  [4] Hồng Kiếm, Dƣơng Anh Đức, Lê Đình Huy, Vũ Hải Quân, Cơ sở đồ họa máy tính, Nhà xuất giáo dục, 2000  [5] Nguyễn Quốc Cƣờng, Hoàng Đức Hải, Đồ họa vi tính, Nhà xuất giáo dục, 1998  [6] Tống Nghĩa, Hồng Đức Hải, Đồ họa máy tính ngôn ngữ C, Nhà xuất giáo dục, 1999  [7] Nguyễn Tiến, Ngơ Quốc Việt, Giáo trình đồ họa máy tính, Nhà xuất thống kê, 2001  [8] Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng, Kỹ thuật đồ họa, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2004  http://www.cse.hcmut.edu.vn/~tgson/Computer Graphics Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide ĐỊNH NGHĨA ĐỒ HỌA MÁY TÍNH  Dùng máy tính để tạo hình ảnh  Đồ họa máy tính xử lý ảnh – Đồ họa máy tính: tạo hình ảnh dựa đặc tả mơ hình – Xử lý ảnh: nâng cao chất lƣợng chỉnh sửa hình ảnh Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide ỨNG DỤNG CỦA ĐỒ HỌA MÁY TÍNH  Ứng dụng giải trí, xuất nghệ thuật – Sản xuất phim hoạt hình, tạo hiệu ứng cho phim nhựa – Trị chơi máy tính – Duyệt Web – Chế điện tử  Xử lý ảnh  Ứng dụng tự động hóa điều khiển  Mơ  Máy tính hỗ trợ thiết kế – Hỗ trợ thiết kế kiến trúc – Hỗ trợ thiết kế mạch điện tử  Hình ảnh hóa số liệu khoa học Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide ĐỐI TƢỢNG CƠ BẢN TRONG ĐHMT  Đƣờng gấp khúc (polyline)  Văn (text)  Vùng tô (filled region)  Ảnh ma trận điểm hay ảnh raster (raster image) Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide ĐƢỜNG GẤP KHÖC  Đƣờng gấp khúc tập đoạn thẳng đƣợc nối với  Đƣờng gấp khúc đƣợc dùng mô đƣờng cong  Các hàm liên quan – Vẽ điểm: drawDot(x1, y1) – Vẽ đoạn thẳng: drawLine(x1, y1, x2, y2) – Vẽ đƣờng gấp khúc: drawPolyline(poly) Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide ĐƢỜNG GẤP KHÖC  Khi đỉnh đầu đỉnh cuối đƣợc nối đoạn thẳng đƣờng gấp khúc trở thành đa giác Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide ĐƢỜNG GẤP KHƯC  Thuộc tính – Màu sắc – Độ dày – Kiểu đƣờng (liền nét, đứt nét) – Cách nối hai cạnh dày  Thiết lập thuộc tính: setDash (dash7) setLineThickness(thickness) Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 10 Định nghóa vùng Định nghóa vùng pixel Định nghóa vùng đa giác Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 347 Định nghĩa vùng pixel  Dựa màu pixel  Hai cách định nghĩa tính kết nối: – 4-connected: điểm ảnh xem kết nối chúng nằm kề theo chiều ngang hay chiều dọc – 8-connected: điểm ảnh xem kết nối chúng nằm kề theo chiều ngang, chiều dọc hay đường chéo  Hai cách xác định vùng bởi: – Tất điểm ảnh vùng có màu, có lỗ trống (hole) bên – Vùng xác định điểm ảnh có màu đường bao quanh, điểm ảnh bên màu bao, có lỗ trống bên Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 348 Ví dụ Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 349 Giải thuật tô màu tràn đệ qui  Dùng phần mềm đồ họa  Vùng xác định màu 4-connected  Bắt đầu điểm hạt giống (seed) nằm bên vùng cần tô procedure FloodFill(x : col; y : row; int_color, new_color : color); {bắt đầu từ điểm (x,y), đổi từ màu int_color sang new_color} begin if GetPixel(x, y) = int_color then begin SetPixel(x, y, new_color); FloodFill(x – 1, y, int_color, new_color); FloodFill(x + 1, y, int_color, new_color); FloodFill(x, y + 1, int_color, new_color); FloodFill(x, y – 1, int_color, new_color); end end; Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 350 Giải thuật tô màu tràn đệ qui (tt.)  Vùng xác định màu 8-connected  Bắt đầu điểm hạt giống (seed) nằm bên vùng cần tô  Thêm: FloodFill(x – 1, y – 1, int_color, new_color); FloodFill(x – 1, y + 1, int_color, new_color); FloodFill(x + 1, y + 1, int_color, new_color); FloodFill(x + 1, y – 1, int_color, new_color); Nhược điểm: - bị lặp lại nhiều lần - dễ bị tràn stack Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 351 Giải thuật tô màu tràn đệ qui (tt.)  Vùng xác định màu bao 4-connected  Bắt đầu điểm hạt giống (seed) nằm bên vùng cần tô procedure FloodFill(x : col; y : row; int_color, new_color : color); {bắt đầu từ điểm (x,y), đổi từ màu int_color sang new_color} begin if (GetPixel(x, y) >< bound_color) and (GetPixel(x, y) >< new_color) then begin SetPixel(x, y, new_color); FloodFill(x – 1, y, int_color, new_color); FloodFill(x + 1, y, int_color, new_color); FloodFill(x, y + 1, int_color, new_color); FloodFill(x, y – 1, int_color, new_color); end end; Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 352 Run of Pixels  Giả thiết pixel 4-connected  Giải thuật Push address of seed pixel on the stack; while stack not empty Pop the stack to provide the next seed; Fill in the run defined by the seed; Examine the row above for runs reachable from this run; Push the address of the rightmost pixels of each such run; Do the same for the row below the current run; end; Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 353 Ví dụ Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 354 Ví dụ D C Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 355 Ví duï J I G F C Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 356 Tô màu vùng đa giác  Xét dòng ngang đệm hình: – Tìm giao điểm dịng với tất cạnh đa giác – Sắp xếp giao điểm theo chiều tăng dần giá trị x – Tô điểm ảnh nằm cặp giao điểm Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 357 Tô màu vùng đa giác  Cạnh nằm ngang không cần phải xử lý  Tính chẵn lẻ khơng cịn điểm mút cực trị địa phương – Cách giải quyết: dịch điểm đầu mút cạnh xuống pixel Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 358 Tô màu vùng đa giác  Active Edge List (AEL) lợi dụng tính lân cận cạnh – cạnh cắt scanline y cắt scanline y+1 – giá trị x giao điểm dự đốn trước  type edge_ptr = ^edge_info edge_info = record y_upper : row; x_int : real; recip_slope : real; next : egde_ptr; end; Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 359 Tô màu vùng đa giác  update AEL cho scanline y+1 – xóa tất cạnh có y_upper < new_y – thay đổi x_value cách cộng thêm recip_slope – thêm vào cạnh có y_lower = new_y – thứ tự giao điểm bị xáo trộn, nên phải xếp lại Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 360 Tô màu vùng đa giác  Xây dựng bảng cạnh: edge_table: array [row] of edge_ptr Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide 361 ... Engineering - HCMUT Slide 24 Trƣờng Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Khoa Khoa học & Kỹ thuật Máy tính CHƢƠNG 2: BƢỚC ĐẦU TẠO HÌNH ẢNH NỘI DUNG TRÌNH BÀY  Xây dựng chƣơng trình đồ họa  Thành phần chƣơng... [3] Nguyễn Hữu Lộc, Đồ họa máy tính mơ hình hóa hình học, Nhà xuất thành phố Hồ Chí Minh, 2000  [4] Hồng Kiếm, Dƣơng Anh Đức, Lê Đình Huy, Vũ Hải Quân, Cơ sở đồ họa máy tính, Nhà xuất giáo dục,... quan đồ họa máy tính  Đối tƣợng đồ họa máy tính  Thiết bị hiển thị đồ họa Faculty of Computer Science and Engineering - HCMUT Slide CHƢƠNG TRÌNH Nội dung Chƣơng 1-Giới thiệu đồ họa máy tính