Počítačová grafika.

Prezentace na téma: "Počítačová grafika."— Transkript prezentace:

1 Počítačová grafika

2 Počítačová grafika Počítačová grafika je manipulácia s vizuálnymi a geometrickými informáciami pomocou výpočtovej techniky Oblasti počítačovej grafiky: Geometria Rendering Spracovanie obrazu Vizualizácia dát Animácia a virtuálna realita

3 Geometria Geometria sa zaoberá reprezentáciou 2D a 3D objektov
Objekty môžu byť reprezentované rôznymi spôsobmi, napr.: Analyticky pomocou vzorcov Pomocou logických operácií s jednoduchšími objektami

4 Geometria Pomocou bodov, ktoré patria objektu
Pomocou mriežky, ktorá je aproximáciou objektu

5 Geometria Geometria počítačovej grafiky je diskrétna, keďže obraz má len konečný počet bodov Keď chceme zobraziť akýkoľvek objekt na obrazovke, musíme jeho reprezentáciu previesť do diskrétnej podoby (ak už nie je diskrétna) – tento proces sa nazýva rasterizácia.

6 Rendering Rendering je prevedenie modelu (geometrickej reprezentácie) na obraz Pri renderingu sa zohľadňujú rôzne faktory, ktoré nie sú súčasťou modelu, ale ovplyvňujú výsledný vzhľad objektov, napr.: svetlo a tiene farba pozícia kamery a viditeľnosť priehľadnosť materiály a textúry odrazy ...

7 Rendering Pri renderingu je často cieľom tzv. fotorealistické zobrazenie, pri ktorom sa snažíme, aby počítačom vytvorená scéna vyzerala čo najrealistickejšie Pre fotorealistické zobrazenie sa využívajú skutočné fyzikálne vlastnosti (alebo ich aproximácia) materiálov, svetiel a kamier, ktoré sú v scéne prítomné.

8 Rendering Využitie renderingu je v súčasnosti veľmi rozsiahle napr. v architektúre a dizajne, vo filmovom priemysle, pri tvorbe počítačových hier, pri simuláciách, v umení atď. Najpoužívanejšie softvéry, ktoré umožňujú realistické modelovanie a rendering: 3D Studio Max Maya TrueSpace Rhinoceros Bryce LightWave Cinema4D AutoCAD Catia Pro/ENGINEER Blender Art Of Illusion Google SketchUp

9 Rendering © Jozef Zajac 3D Studio Max

10 Rendering © Jozef Zajac 3D Studio Max

11 Rendering 3D Studio Max

12 Rendering 3D Studio Max

13 Rendering 3D Studio Max

14 Rendering 3D Studio Max

15 Rendering Maya

16 Rendering Maya

17 Rendering Maya

18 Rendering Maya

19 Rendering Maya

20 Rendering Maya

21 Rendering Bryce

22 Rendering Bryce

23 Rendering Bryce

24 Rendering Blender

25 Rendering Blender

26 Rendering Blender

27 Rendering Blender

28 Rendering Rhinoceros

29 Rendering Rhinoceros

30 Rendering Rhinoceros

31 Rendering Cinema4D

32 Rendering LightWave

33 Rendering AutoCAD

34 Rendering AutoCAD

35 Spracovanie obrazu Spracovanie obrazu je transformácia, ktorej vstupom je obraz (2D alebo 3D obrázok, video) a výstupom je buď obraz alebo nejaká charakteristika (hodnota, graf a pod.). Niektoré operácie spracovania obrazu: Geometrické transformácie – otočenie, škálovanie, skosenie.. Úpravy farieb – zmena jasu, kontrastu, farebnej palety, inverzia...

36 Spracovanie obrazu Vyhladenie alebo zaostrenie:
Retušovanie a fotomontáž:

37 Spracovanie obrazu Umelecké efekty: Detekcia hrán:

38 Spracovanie obrazu Segmentácia – výber konkrétnych častí obrazu
Registrácia – hľadanie korešpondencie medzi dvomi obrazmi

39 Spracovanie obrazu Hľadanie charakteristík obrazu – histogram, maximálna a minimálna intenzita ...

40 Spracovanie obrazu Využitie spracovania obrazu – fotografia a tlač, medicína, biológia, satelitné snímanie... Najpoužívanejšie softvéry: Adobe Photoshop Corel PhotoPaint Corel Paint Shop Pro GIMP Insight Toolkit (ITK)

41 Spracovanie obrazu

42 Spracovanie obrazu

43 Spracovanie obrazu

44 Spracovanie obrazu

45 Vizualizácia dát Vizualizácia je reprezentácia dát pomocou obrazu (graf, diagram, krivka alebo plocha, 2D alebo 3D obrázok, animácia...) Pre skalárne dáta najčastejšie používame grafy, ak sa jedná o vyjadrenie funkčnej závislosti povrchové metódy, ktoré zobrazujú len nejaký povrch (plochu) reprezentujúci dáta, napr. izoplochu objemové metódy, ktoré priamo zobrazujú celý objem dát (tzv. volume rendering) Pre vektorové dáta používame napríklad vektorové glyfy, ktoré nejakým spôsobom znázorňujú vektor (napr. šípky) prúdnice – dotyčnice k vektorovému poľu sledovanie častíc, pri ktorom sa znázorní pohyb jednej alebo viacerých častíc v danom poli

46 Vizualizácia dát grafy funkcií

47 Vizualizácia dát povrchová metóda

48 Vizualizácia dát objemová metóda

49 Vizualizácia dát vektorové glyfy

50 Vizualizácia dát prúdnice

51 Vizualizácia dát Niektoré softvéry používané na vizualizáciu vedeckých a medicínskych dát: Science GL Matlab SciAN Paraview Volview Amira Visualization Toolkit (VTK) NCAR Graphics

52 Animácia V počítačovej animácii ide o vytvorenie pohybujúcej sa scény
V zložitejších animáciách je základom vytvorenie kostry (zjednodušenej reprezentácie) pohybujúceho sa objektu a výsledný pohyb sa docieľuje na základe pohybu kostry. V animácii sú využívané dve techniky vytvárania pohybu: keyframe animácia – pri tejto technike animátor špecifikuje dve rôzne polohy objektu a počítač dopočíta polohy medzi nimi tak, aby vznikla ilúzia plynulého pohybu. motion capture – žiadanú scénu zahrá skutočný herec a jeho pohyby sa zaznamenávajú. Potom sa aplikujú na animovaný objekt, čím sa docieľuje veľmi realistický dojem.

53 Virtuálna realita Virtuálna realita je prostredie vytvorené počítačom, ktoré umožňuje interakciu s užívateľom a tým vytvára dojem skutočného sveta. Virtuálna realita je technicky najnáročnejšia oblasť počítačovej grafiky, keďže vytvorenie ilúzie reálnosti vyžaduje veľmi prepracovanú grafiku s mnohými detailami a vysokým farebným rozlíšením. Na interakciu sú často používané špeciálne technické zariadenia (okuliare, helmy, rukavice..) Využitie virtuálnej reality je najmä v hrách, ale aj pri rôznych tréningoch, interaktívnych modeloch skutočných miest alebo historických udalostí atď. Aplikácie VR sa programujú napr. v jazykoch C++, Java, Perl, Python a využívajú knižnice VRML (špeciálne určené pre VR), Open GL, Java3D a iné www-vrl.umich.edu/project/football

54 Virtuálna realita Projekt Multimediálna Bratislava (projekt MDPT, M. Ftáčnik & kolektív)

55 Virtuálna realita