Шикин Е.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения
Подождите немного. Документ загружается.
ГРАФИЧЕСКИЙ ПАКЕТ 3D STUDIO
221
Создание объектов вращения
С помощью модуля 3d Lofter можно очень легко создавать тела вращения.
Проиллюстрируем это на примере создания чашки с блюдцем.
Для этого в модуле 2d Shaper постройте изображение, представленное на рис. 6. Для
создания по этому скелетному изображению контура конструируемых объектов выберите
для каждой ломаной команду Create/Outline, выберите линию и задайте небольшое
расстояние.
Следующим шагом будет сглаживание полученного контура при помощи команды
Modify/Vertex/Adjust для построения изображения, представленного на рис. 7.
ГРАФИЧЕСКИЙ ПАКЕТ 3D STUDIO
222
Для того, чтобы построить поверхность вращения, перейдите в 3d Lofter и постройте
кольцевой путь при помощи команды Path/SurfRev. Следующим шагом будет получение
формы из модуля 2d Shaper при помощи команды Shapes/Get/Shaper и выравнивание ее на
пути при помощи команды Shapes/Center. Для построения объекта воспользуйтесь командой
Objects/Make.
ЛИТЕРАТУРА
223
ЛИТЕРАТУРА
Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики. Машиностроение,
1980.
Гилой В. Интерактивная машинная графика. Мир, 1982.
Фокс Ф., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на
производстве. Мир, 1982.
Ньюмен У., Спрулл Р. Основы интерактивной графики. Мир, 1985.
Фоли Дж., ван Дэм Ф. Основы интерактивной машинной графики. Мир, 1985. Математика и
САПР. В 2х книгах. Мир, 1988.
Barsky В. Computer graphics and geometric modeling using Betasplines. – Springer Verlag,
1988.
Павлидис У. Алгоритмы машинной графики и обработка изображений. Радио и связь, 1988.
Glassner A., editor. An introduction to ray tracing. Academic Press, 1989.
Farin G. Curves and surfaces for computer aided geometric design. A practical guide. Academic
Press, 1990.
Stevens R.T. Fractal programming and ray tracing with C++. M&T Books, 1990. Upstill S. The
RenderMan companion. A programmer's guide to realistic computer graphics. AddisonWesley,
1990.
Foley D.J., van Dam A., Feiner S.K., Hughes J.F. Computer graphics. Principles and practice.
AddisonWesley, 1991.
Hall R. Illumination and color in computer generated imagenary. 1991.
Аммерал Л. Машинная графика на языке С. В 4х книгах. Сол Систем, 1992.
Иванов В. П., Батраков А.С. Трехмерная компьютерная графика. Москва, Радио и связь,
1994.
Лорен Хейни. Построение изображений методом слежения луча. Москва, 1994.
Уилтон Р. Видеосистемы персональных компьютеров IBM PC и PS/2. Руководство по
программированию. Москва, Радио и связь, 1994.
Шикин Е. В., Боресков А. В., Зайцев А. А. Начала компьютерной графики. Москва, ДИАЛОГ
МИФИ, 1993.
Авторы считают целесообразным обратить внимание на ряд журналов, доступных
российскому читателю, которые с известной регулярностью публикуют статьи,
посвященные различным вопросам компьютерной графики. Это, в частности, "Компьютер
Пресс", "Мир ПК", "Монитор" и "МониторАспект".
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................................................................4
О читателе, на которого рассчитана книга........................................................................................5
Об иллюстрациях ...................................................................................................................................5
О дискете .................................................................................................................................................5
ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................................6
ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИМИТИВЫ В ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ..........................................9
Инициализация и завершение работы с библиотекой .................................................................10
Работа с отдельными точками............................................................................................................12
Рисование линейных объектов..........................................................................................................12
Рисование прямолинейных отрезков...............................................................................................12
Рисование окружностей .....................................................................................................................12
Рисование дуг эллипса.........................................................................................................................12
Рисование сплошных объектов .........................................................................................................13
Закрашивание объектов ..................................................................................................................13
Работа с изображениями.................................................................................................................13
Работа со шрифтами ............................................................................................................................14
Понятие режима (способа) вывода...................................................................................................15
Понятие окна (порта вывода).............................................................................................................15
Понятие палитры..................................................................................................................................16
Понятие видеостраниц и работа с ними ..........................................................................................18
Подключение нестандартных драйверов устройств .....................................................................19
РАБОТА С ОСНОВНЫМИ ГРАФИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ ..............................................21
Мышь......................................................................................................................................................21
Инициализация и проверка наличия мыши.................................................................................25
Высветить на экране курсор мыши ...............................................................................................25
Убрать (сделать невидимым) курсор мыши .................................................................................25
Прочесть состояние мыши (ее координаты и состояние кнопок) ...........................................25
Передвинуть курсор мыши в точку с заданными координатами.............................................25
Установка области перемещения курсора ...................................................................................25
Задание формы курсора ..................................................................................................................25
Установка области гашения ............................................................................................................26
Установка обработчика событий ...................................................................................................26
Принтер .................................................................................................................................................27
9игольчатые принтеры....................................................................................................................27
24игольчатые (LQ) принтеры.........................................................................................................30
Лазерные принтеры..........................................................................................................................30
Видеокарты EGA и VGA ......................................................................................................................32
16цветные режимы адаптеров EGA и VGA ....................................................................................33
Graphics Controller (порты 3CE 3CF)............................................................................................36
Sequencer (порты ЗС4ЗС5).............................................................................................................36
Режимы чтения.....................................................................................................................................37
Режим чтения 0..................................................................................................................................37
Режим чтения 1..................................................................................................................................37
Режимы записи.....................................................................................................................................38
Режим записи 0..................................................................................................................................38
Режим записи 1..................................................................................................................................39
Режим записи 2..................................................................................................................................39
256цветный режим адаптера VGA................................................................................................41
Нестандартные режимы адаптера VGA........................................................................................42
Программирование SVGAадаптеров...............................................................................................46
Непалитровые режимы адаптеров SVGA .....................................................................................55
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НА ПЛОСКОСТИ И В ПРОСТРАНСТВЕ.....................................................59
Аффинные преобразования на плоскости......................................................................................59
Однородные координаты точки ........................................................................................................61
Аффинные преобразования в пространстве ..................................................................................64
Платоновы тела......................................................................................................................................68
Виды проектирования .........................................................................................................................70
Особенности проекций гладких отображений ..............................................................................75
Использование средств языка C++ для работы с векторами и преобразованиями .............77
РАСТРОВЫЕ АЛГОРИТМЫ..................................................................................................................86
Растровое представление отрезка. Алгоритм Брезенхейма.........................................................86
Отс еч ение отрезка. Алгоритм СазерлендаКохена ...................................................................89
Определение принадлежности точки многоугольнику ................................................................91
Закраска области, заданной цветом границы....................................................................................92
Алгоритмы определения точек пересечения произвольного луча с простейшими
геометрическими объектами .............................................................................................................93
1.Пересечение луча со сферой .......................................................................................................94
2. Пересечение луча с плоскостью.................................................................................................97
3. Пересечение луча с выпуклым многоугольником ..................................................................98
4. Пересечение с прямоугольным параллелепипедом..............................................................100
УДАЛЕНИЕ НЕВИДИМЫХ ЛИНИЙ И ПОВЕРХНОСТЕЙ ...........................................................102
Построение графика функции двух переменных........................................................................102
Отсечение нелицевых граней..........................................................................................................111
Удаление невидимых линий. Алгоритм Робертса ........................................................................111
Алгоритм Аппеля ................................................................................................................................112
Удаление невидимых граней. Метод zбуфера.............................................................................112
Алгоритмы упорядочения.................................................................................................................113
Метод сортировки по глубине......................................................................................................113
Метод двоичного разбиения пространства................................................................................114
Метод построчного сканирования..................................................................................................115
Алгоритм Варнака ..............................................................................................................................116
ЗАКРАШИВАНИЕ.................................................................................................................................117
Закраска методом Гуро .....................................................................................................................119
Закраска методом Фонга ..................................................................................................................120
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СПЛАЙНЫ.......................................................................................................122
Сплайнфункции................................................................................................................................123
А. Случай одной переменной........................................................................................................123
Б. Случай двух переменных ..........................................................................................................125
Сплайновые кривые ..........................................................................................................................126
Рациональные кубические Bсплайны ...........................................................................................132
Бетасплайны ......................................................................................................................................132
Сплайновые поверхности.................................................................................................................135
ОСНОВЫ МЕТОДА ТРАССИРОВКИ ЛУЧЕЙ .................................................................................141
Немного физики.................................................................................................................................142
1. Зеркальное отражение...............................................................................................................143
2. Диффузное отражение ..............................................................................................................143
3. Идеальное преломление.............................................................................................................143
4. Диффузное преломление ..........................................................................................................144
Основная модель трассировки лучей .............................................................................................146
Моделирование текстуры.................................................................................................................176
Распределенная трассировка лучей................................................................................................198
1. Неточечные источники света ...................................................................................................200
2. Нечеткие отражения ..................................................................................................................200
3. Глубина резкости ........................................................................................................................200
Методы оптимизации........................................................................................................................203
МЕТОД ИЗЛУЧАТЕЛЬНОСТИ...........................................................................................................205
ГРАФИЧЕСКИЙ ПАКЕТ 3D STUDIO ................................................................................................208
Создание объектов.............................................................................................................................211
Создание отрезков и ломаных.........................................................................................................211
Редактирование построенной ломаной .........................................................................................211
Построение сложного объекта, состоящего из текста................................................................212
Создание трехмерного объекта на основе построенной формы путем ее "протягивания" в
глубину.................................................................................................................................................213
Создание источников света..............................................................................................................214
Создание камеры ...............................................................................................................................214
Расчет сцены .......................................................................................................................................215
Выбор материалов..............................................................................................................................215
Создание материалов. Свойства материалов................................................................................215
Анимация.............................................................................................................................................219
Создание объектов вращения..........................................................................................................221
ЛИТЕРАТУРА .........................................................................................................................................223