Giáo trình Đồ họa - Bài 1: Kĩ thuật đồ họa và hiện thực ảo - Trịnh Thành Trung

31 trang huongle 2450

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Đồ họa - Bài 1: Kĩ thuật đồ họa và hiện thực ảo - Trịnh Thành Trung", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_do_hoa_bai_1_ki_thuat_do_hoa_va_hien_thuc_ao_trin.pdf

Nội dung text: Giáo trình Đồ họa - Bài 1: Kĩ thuật đồ họa và hiện thực ảo - Trịnh Thành Trung

Sơ lược lịch sử •1960 William Fetter (Thuật ngữ kỹ thuật đồ hoạ máy tính (Computer Graphics) •1960 - SAGE (Semi-Automatic Ground Environment System) Bút sáng •1960-1963 Dự án Sketchpad tại MIT •Luận văn tiến sỹ của Ivan Sutherland tại MIT • ( 1963 Ivan shutherland hội nghị – Vấn đề tương tác người Fall Joint Computer - lần đầu tiên máy khả năng tạo mới, hiển thị và thay đổi được thực hiện trong thời gian – Loop • Copyright © Showeet.com thực trên màn CRT) Hiển thị • Người dùng sử dụng •Wireframe graphics bút ánh sáng •Display Processors • Máy tính hiển thị hình ảnh mới 4 – Sutherland tạo ra rất nhiều thuật toán cho CG
Sơ lược lịch sử •1966 Ralph Baer tạo các sản phẩm thương mại hướng người sử dụng đầu tiên – Odyssey Pinball •1967 GE đưa ra hệ thống mô phỏng bay trên màn hình hiển thị màu đầu tiên Copyright © Showeet.com cho NASA 5
Sơ lược lịch sử •Raster Graphics •Bắt đầu cung cấp các tiêu chuẩn đồ họa – IFIPS • GKS: European – 2D, trở thành tiêu chuẩn ISO • Core: North American – 3D, tuy nhiên không được trở thành tiêu chuẩn ISO © Copyright Copyright © Showeet.com •Michael Crichton’s “West World” với đồ họa 2D (1973) Lần đầu tiên máy tính được sử dụng để mô phỏng hình ảnh 6
Sơ lược lịch sử 1974 • Intel phát triển bộ xử lý 8080. 1975 • Bill Gates sáng lập Microsoft 1976 • Steve Jobs và Steve Wozniak sáng lập Apple. 1977 Copyright © Showeet.com • Viện Hàn Lâm Điện Ảnh và Khoa Học đưa ra hạng mục Hiệu ứng Hình ảnh cho Oscar 7
Sơ lược lịch sử • CG: 1980-1990 – Các thiết bị phần cứng dành riêng cho đồ họa • Silicon Graphics geometry engine –VLSI xây dựng graphics pipeline – Các tiêu chuẩn công nghiệp • PHIGS • RenderMan © Copyright Copyright © Showeet.com – Networked graphics: X Window System – Tương tác Người - Máy (HCI) 9
Sơ lược lịch sử • 1985 The Last Starfighter là phim live action đầu tiên với các mô hình độ chi tiết cao • 1989 –The Abyss là bộ phim đầu tiên sử dụng các hoạt cảnh 3D như thật © Copyright Copyright © Showeet.com 11
Lịch sử phát triển 90-00 • CGraphics: 1990-2000 • OpenGL API • Tạo ra bộ phim hoạt hình hoàn chỉnh đầu tiên (Toy Story) • Khả năng mới của phần cứng – Texture mapping – Blending – Accumulation, stencil buffer • CGraphics: 2000-03 • Photorealism Copyright © Showeet.com • Card đồ họa cho máy tính chiếm lĩnh thị trường – Nvidia, ATI, 3DLabs • CGraphics trở thành công cụ cho công nghiệp sản xuất phim: Maya, Lightwave 12
Sơ lược lịch sử 1995 • Quake được xây dựng bởi Id Software • ToyStory trở thành bộ phim hoạt hình đầu tiên sử dùng toàn bộ công nghệ 3D © Copyright Copyright © Showeet.com 13
Sơ lược lịch sử 2000 2002 Microsoft’s XBOX •Sony Playstation II •Walking with Dinosaurs •Disney’s Shrek © Copyright Copyright © Showeet.com 14
Phân loại các lĩnh vực của computer graphics CAD/CAM System Kiến tạo đồ hoạ Đồ hoạ minh hoạ Đồ hoạ hoạt hình và Kỹ thuật đồ nghệ thuật hoạ Xử lý ảnh Xử lý đồ Kỹ thuật nhận dạng hoạ Copyright © Showeet.com Kỹ thuật phân tích và tạo ảnh 16
Phân loại theo chức năng • Kỹ thuật xử lý ảnh (COMPUTER IMAGING) • Kỹ thuật nhận dạng (Computer Vision techniques attempt to provide meaning to computer) images. • Kỹ thuật tổng hợp ảnh (Computer Graphics) • Geometry modelling © Copyright Copyright © Showeet.com 17
Các ứng dụng tiêu biểu • Xây dựng giao diện người dùng (User Interface) • Tạo các biểu đồ trong thương mại, khoa học, kỹ thuật, minh họa • Tự động hoá văn phòng và chế bản điện tử • Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD_CAM) • Lĩnh vực giải trí, nghệ thuật và mô phỏng • Lĩnh vực bản đồ (Cartography) GIS Copyright © Showeet.com 18
Kỹ thuật đồ họa vi tính. • Định nghĩa (ISO) Là các phương pháp và công nghệ để chuyển đổi dữ liệu đến hoặc từ các thiết bị đồ họa sử dụng máy tính • Computer Graphics (Kỹ thuật đồ hoạ máy tính) là một lĩnh vực của Công nghệ thông tin mà ở đó nghiên cứu, xây dựng và tập hợp các công cụ (mô hình lý thuyết và phần mềm) khác nhau để: Kiến tạo, lưu trữ, xử lý các mô hình (model) và hình ảnh (image) của đối tượng • Interactive Computer Graphics: Người sử dụng điều khiển các nội dung, cấu trúc và hình ảnh của các đối tượng thông qua các Copyright © Showeet.com phản hồi hình ảnh tức thì 26
Kỹ thuật đồ hoạ điểm (sample based-graphics) • Các mô hình, hình ảnh của các đối tượng được hiển thị thông qua từng pixel (từng mẫu rời rạc) • Đặc điểm: – Có thể thay đổi thuộc tính – Xoá đi từng pixel của mô hình và hình ảnh các đối tượng. – Các mô hình hình ảnh được hiển thị như một lưới điểm (grid) các pixel rời rạc, – Từng pixel đều có vị trí xác định, được hiển thị với một giá trị rời rạc (số nguyên) các thông số hiển thị (màu sắc hoặc độ sáng) – Tập hợp tất cả các pixel của grid cho chúng ta mô hình, hình © Copyright Copyright © Showeet.com ảnh đối tượng mà chúng ta muốn hiển thị 27
Bitmap Pascal / C program SRGP library graphics algorithms positions lines,areas, colour X Window System Graphics hardware Copyright © Showeet.com Image image formats, compression, transfer 28
Kỹ thuật đồ hoạ vector • Mô hình hình học (geometrical model) Graphical Rendering cho mô hình hoặc hình Model Parameters ảnh của đối tượng • Xác định các thuộc tính của mô hình hình học này, • Quá trình tô trát (rendering) để hiển thị Rendering từng điểm của mô hình, hình ảnh thực của đối Copyright © Showeet.com Output tượng Device • Vector = geometrical model + rendering 29
Raster and vector graphics • Raster – Hình ảnh và mô hình của các vật thể được biểu diễn bởi tập hợp các điểm của grid – Thay đổi thuộc tính của các pixel => thay đổi từng phần và từng vùng của hình ảnh. – Copy được các pixel từ một hình ảnh này sang hình ảnh khác. • Vector – Không thay đổi thuộc tính của từng điểm trực tiếp – Xử lý với từng thành phần hình học cơ sở của nó và thực hiện quá trình tô trát và hiển thị lại. – Quan sát hình ảnh và mô hình của hình ảnh và sự vật ở Copyright © Showeet.com nhiều góc độ khác nhau bằng cách thay đổi điểm nhìn và góc nhìn. 31