Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A számítógépes grafika alapjai, PPKE-ITK, Benedek Csaba, 2014 Tanagyag forrás © Szirmay-Kalos László, BME A számítógépes grafika céljai és feladatai 1.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A számítógépes grafika alapjai, PPKE-ITK, Benedek Csaba, 2014 Tanagyag forrás © Szirmay-Kalos László, BME A számítógépes grafika céljai és feladatai 1."— Előadás másolata:

1 A számítógépes grafika alapjai, PPKE-ITK, Benedek Csaba, 2014 Tanagyag forrás © Szirmay-Kalos László, BME A számítógépes grafika céljai és feladatai 1. előadás

2 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Bemutatkozás Tárgyfelelős oktató: Benedek Csaba Elérhetőség:  MTA SZTAKI Elosztott Események Elemzése Kutatólaboratórium, 1111 Budapest, Kende utca 13-17, 412. szoba   url: Gyakorlatvezetők/demonstrátorok: Nagy Balázs - Polcz Péter - A tárgy honlapja:

3 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK A tárgy oktatásának menete 1 óra előadás, 2 óra gyakorlat Számonkérés: Aláírás szerezhető: Órai munkával Házi feladattal Szóbeli vizsga a vizsgaidőszakban Jegy: szorgalmi / vizsga arány 30/70 Segédanyagok: Kötelező olvasmány: Szirmay-Kalos László, Antal György,Csonka Ferenc: Háromdimenziós grafika, animáció és játékfejlesztés (elektronikus) Ajánlott olvasmány: OpenGL ‘Red Book’

4 Az órai munkával történő aláírás- teljesítés feltételei Az egyes gyakorlati órákon részvétel Beugró ZH az gyakorlatok elején (max 2 pótolható) – a weboldalon a Gyakorlatok fül alatt lesz mindig a beugró anyaga definiálva Megoldott feladatok jegyzőkönyves beadása, kiválasztott feladatok személyes megvédése Kb 30 perces zárthelyi dolgozat az elméleti anyagból április 11-én, 1db pótzh alkalom május 23-án. Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Tanagyag forrás ® Szirmay-Kalos László, BME

5 Házi feladatokkal történő aláírás- teljesítés feltételei 3 db 2D/3D grafikai feladat megoldása, maximum 1 lehet 2D-s! OpenGL könyvtár használata Weboldalon: feladatlista (korlátozottan bővíthető egyéni feladatokkal), jelentkezni február 28-ig Határidős bemutatások: 1. feladat kész verziója: március feladat kész verziója és a 3. feladat előrehaladásának bemutatása : május 9 3. feladat kész verziója: május 23. Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Tanagyag forrás ® Szirmay-Kalos László, BME

6 Félév menete Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Tanagyag forrás ® Szirmay-Kalos László, BME Megj: számonkérések ideje fix, a pontos tematika változhat. HónapNapElőadás/gyakorlatSzámonkérésElőadás témaLaborgyakorlat téma február14előadás 1 Bevezetés február21gyakorlat 1 OpenGL alapokOpenGL, vonalrajzoló február28előadás 2 Geometriai modellezés március7gyakorlat 2 Paramáteres görbék, felületek március14előadás 3 Geometriai transzformációk március21ea 4 -gyak 3 Animációk Transzformációk 1 március28gyakorlat 3 folyt.gyak. 1-3 bemutató Transzformációk 2, animációk április4előadás 5 Megvilágítás 1 április11előadás 6, gyak 4ZH -(ea gy 1-3)Megvilágítás 2Megvilágítás április18tavaszi szünet április25tavaszi szünet május2szünet május9gyakorlat 4 folyt. Megvilágítás május16előadás 7 képszintézis, textúra, világmod május23gyakorlat 5PZH + gyak. 4 bemutató Textúrázás

7 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba A számítógépes grafika céljai és feladatai modellezés virtuális világ képszintézis Felhasználó: passzív, ha csak nézi a képet (ekkor elég a kamerát modellezni) aktív részese a világnak: be is akar avatkozni avatár (pl számítógépes játékok)

8 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Számítógépes grafika feladata képszintézis Virtuális világ modell modellezés Metafórák: optika 2D rajzolás festés analógiák számítás mérés illúzió Képpontok: vörös kék zöld számok

9 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Modellezés feladatai Modellező program rögzített utasítások és elemkészlet belső reprezentáció: általános, a konkrét világhoz és alkalmazáshoz kötődő fogalmak Felhasználó is beleszólhat interaktív modellépítés elemi parancssorozattal elemek hozzáadása, elvétele felhasználói felületen folyamatos visszajelzés a készülő modell állapotáról visszavonás (Undo) művelet világmodell korábbi állapotait, vagy a felhasználó korábbi parancsait tároljuk

10 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Modellezés feladatai Mire térjen ki a modellezés? Geometria megadása pont, görbe, terület, felület, test, fraktálok Transzformációk – alakzatok egymáshoz viszonyított elhelyezkedése, mozgás lokális modellezési és világkoordináta rendszer Színek, felületi optikai, megvilágítás tulajdonságok

11 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Modellezés geometria megvilágítás kamera külső borítás - textúrák modell stúdió objektumok mozgás képszintézis kép (sorozat)

12 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képszintézis (rendering, image synthesis) Modell + stúdió objektumok Modell lefényképezése rajzolás (pl műszaki rajz) természetes folyamatok szimulálása fizikai törvények betartása Élethű – fotorealisztikus - képszintézis Kép küldése a megjelenítőre Fényképezési analógia 2D: festés 3D: optika Bármi: tudományos vizualizáció

13 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Tudományos vizualizáció v(x,y,z) (1, 1), (1, 2), (1, 2.5), (1, 3), (juci, jozsi), (juci, pisti), (kati, karcsi), (juci, karcsi),

14 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Szereplők a képszintézisben Számítógépes program szimulálja a virtuális világot, fényhatásokat és vezérli a grafikus megjelenítőt Grafikus megjelenítő a képernyő kijelölt képpontjait megfelelő színűre állítja Emberi szem felfogja a fényhullámokat, és az agyban színérzetet hoz létre az emberi szem korlátait ki KELL használni 15fps – kb folytonos mozgás

15 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Megjelenítő - nem csak monitor lehet

16 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba 2D rajzolás, festés window viewport Modell Kép rajzolás saját színnel 2D világkoordináta rendszer (200, 100) geometria (200, 200) topológia szín

17 3D grafika 3D világ + kamera vagy szem Általános helyzetű 2D ablak a 3D világban Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba ablak Kép Modell 3D világkoordináta rendszer

18 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képszintézis feladatai Vektorizáció Transzformációk Vágás Takarás Árnyalás

19 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Objektum-primitív dekompozíció Alkalmazás: virtuális világ leírása természetes fogalmakkal pl térinformatikai rendszer objektumai: épület, út, település Általános képszintézis program bemenete: geometriai primitívek gömb, ellipszoid, poligon, fényforrás Vektorizáció: objektumok közelítése egyszerű primitívekkel: pontok szakaszok, poligonok

20 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képszintézis feladatai Vektorizáció Transzformációk Vágás Takarás Árnyalás

21 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Világ-kép transzformáció Pimitívek eredetileg egy világ- koordinátarendszerben adottak A megjelenítés vezérlése a képernyő koordinátarendszerében kell, hogy végbemenjen Transzformáció: 2-D geometriában: 2-D lineáris koordináta- transzformáció (lásd később) 3-D geometriában: vetítés (3-D modell, 2-D kép)

22 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képszintézis feladatai Vektorizáció Transzformációk Vágás Takarás Árnyalás

23 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Vágás A világ azon részeinek az azonosítása, amelyek a képen megjelennek 2-D grafikában: 2-D téglalap („ablak”) 3-D grafikában: ablak és szem által definiált végtelen piramis Vágás (clipping): az érdektelen objektumok/ objektumrészek elhagyása

24 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képszintézis feladatai Vektorizáció Transzformációk Vágás Takarás Árnyalás

25 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Takarási feladat Több objektum is vetülhet egy képpontra Dönteni kell, melyik objektum „látszik” 2-D geometria: prioritás felállítása az objektumok között 3-D geometria: döntés a szempozícióhoz mért távolság alapján

26 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képszintézis feladatai Vektorizáció Transzformációk Vágás Takarás Árnyalás

27 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Árnyalás A látszódó objektum adott képpontban érvényes színének meghatározása 2-D grafika: saját szín alkalmazása 3-D grafika: saját szín+ a térben fennálló fényviszonyok együttes függvénye Zöld hal „Sárga” tórusz

28 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Jelfeldolgozási megközelítés Digitális kép – a megjelenítendő kép reprezentációja a memóriában Folytonos valódi kép közelítése véges számú elemmel vektorgrafika – alapvető elem a szakasz rasztergrafika – alapelem kicsi téglalap a pixel (picture+element) 3-D raszter elem: voxel (~3-D pixel)

29 Raszter vs. vektoros ábrázolás Vektorgrafikus- a kép/világ könnyen skálázható Rasztergrafigus - átméretezésnél interpoláció szükséges, hibák jelennek meg Raszteres ábrázolás + zoomVektoros ábrázolás + zoom Eredeti ábra

30 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Raszter vs. vektoros ábrázolás Vektorgrafikus tárolás egyszerű vonalas ábrák/világmodellek esetén kompakt leírás túl sok részlet esetén bonyolult és lassú kirajzolás művelet – nem célszerű pl fotók tárolásához Rasztergrafika nehézkes világ modellezésre: a pixel csak a kép egysége, de nem a világ objektumaié hatékonyatlan a képszintézis transzformációt minden pixelre elvégezni elterjedt monitorok rasztergarfikusak (de nem mind!) Alkalmazott megoldás: a világot vektorgrafikusan tároljuk és a transzformációt is ebben az ábrázolásban végezzük megjelenítés előtt alkalmazunk raszterizációt

31 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Színábrázolás Szürkeárnyalatos kép: skalár szürkeségi érték Színes kép: 3 elemű vektor red, green, blue komponensek (fotometriai részletek később!) Valós színmód: minden elem (pixel v. szakasz) esetén tároljuk a r,g,b intenzitást, pl szín szót 3 részre osztjuk

32 R,G,B színcsatornák (a): 24 bites színes kép („erdőtűz”) (b, c, d): R, G, és B színcsatornák (a) (c) (b) (d)

33 Color Look-up Tables (LUTs) Indexelt színmód az egyes kódszavak egy dekódoló memóriát (Look-up Table, LUT) címeznek meg, és a LUT tartalmazza a valódi r,g,b LUT 8-bites színes képekhez

34 Számítógépes Grafika 2010, PPKE ITK, Benedek Csaba Képek tárolása, mentése Szabványos képformátumok tömörítetlen, pl BMP, TARGA: fejrész+a pixelek rgb koordinátáinak felsorolása sorfolytonosan veszteségmentes tömörítés pl GIF veszteséges tömörítés: pl JPEG videotömörítés MPEG


Letölteni ppt "A számítógépes grafika alapjai, PPKE-ITK, Benedek Csaba, 2014 Tanagyag forrás © Szirmay-Kalos László, BME A számítógépes grafika céljai és feladatai 1."

Hasonló előadás


Google Hirdetések