chap3計算機動畫的圖形基礎-1(2學時)-2010.9.16.ppt

計算機動畫,軟件學院：武劍潔,2019/7/14,1,Part1 概述,Chap1 傳統(tǒng)動畫與計算機動畫 Chap3 計算機動畫的圖形基礎,2019/7/14,2,Chap3 計算機動畫的圖形基礎,圖形及其動態(tài)顯示 顏色模型 圖形變換 曲線和曲面,2019/7/14,3,1圖形及其動態(tài)顯示,圖形與圖像 點陣圖與矢量圖 動態(tài)圖形顯示,2019/7/14,4,1圖形及其動態(tài)顯示,圖形 通過計算機處理、生成、顯示和輸出的就是圖形 圖像 實際拍攝、衛(wèi)星遙感獲得或印刷得到的畫面是圖像,2019/7/14,5,1圖形及其動態(tài)顯示,圖形,2019/7/14,6,1圖形及其動態(tài)顯示,圖像,2019/7/14,7,1圖形及其動態(tài)顯示,圖形與圖像的區(qū)別 圖形 矢量表示 矢量文件存儲生成圖形所需的坐標、形狀、顏色等幾何與非幾何數(shù)據(jù)的集合，可反映圖的內在聯(lián)系 圖像 點陣表示 點陣文件存儲各像素點的顏色值,2019/7/14,8,1圖形及其動態(tài)顯示,矢量圖 由數(shù)學方程、數(shù)字形式對畫面進行描述 占用空間小，容易編輯和修改 但顯示時需要進行掃描轉換 點陣圖 由像素點組成的圖 需要大量存儲空間,2019/7/14,9,1圖形及其動態(tài)顯示,點陣圖,矢量圖,2019/7/14,10,1圖形及其動態(tài)顯示,動態(tài)圖形顯示 一系列畫面 連續(xù)播放,每秒12幀,每秒24幀,2019/7/14,11,1圖形及其動態(tài)顯示,動態(tài)圖形顯示 顯示方式 預先生成畫面并存儲在硬盤中 實時生成畫面和顯示，利用雙緩沖，一個顯示前一幀，一個寫入當前幀，當前這幀完成后將兩個幀緩沖器功能交換，即寫入的用于顯示，顯示的用來寫入下一幀,2019/7/14,12,Chap3 計算機動畫的圖形基礎,圖形及其動態(tài)顯示 顏色模型 圖形變換 曲線和曲面,2019/7/14,13,2顏色模型,光與彩色 三基色原理 各種顏色模型 顏色管理技術,2019/7/14,14,2顏色模型,物體的顏色與光的照射有關 光是什么 顏色是什么,2019/7/14,15,2顏色模型,光 光是電磁輻射中人眼可以覺察到的那部分 太陽光由各種波長的等量光混合而成 顏色 顏色是客觀存在于自然界的一種物理現(xiàn)象 顏色是人眼的一種生理感覺,2019/7/14,16,2顏色模型,顏色 色調(Hue)：反映顏色類別，取決于占支配地位的主光波波長 飽和度(Saturation)：彩色光所呈現(xiàn)的濃度 色調和飽和度稱色度，表示光的彩色類別 亮度(Lightness)：光作用于人眼時引起的明亮程度,2019/7/14,17,2顏色模型,顏色 色調：色彩的調性（偏紅，偏綠，偏藍） 飽和度：顏色的飽和程度 亮度：反映圖片的明亮度（亮，暗）,2019/7/14,18,2顏色模型,色調變化 純正的紅色，色調：0 綠色，色調：80 藍色，色調：160,2019/7/14,19,2顏色模型,飽和度變化 純正的紅色，飽和度：240 飽和度減少：100 飽和度減少：40,2019/7/14,20,2顏色模型,亮度變化 純正的紅色，亮度：120 亮度提高：200 亮度降低：40,2019/7/14,21,2顏色模型,三基色原理 人眼有3種感受細胞，各自對應一種基色 各種彩色感覺由適當選擇的三基色按照不同比例混合而成 三基色相互獨立 紅 綠 藍,2019/7/14,22,2顏色模型,彩色的形成 加色法 減色法,2019/7/14,23,2顏色模型,加色法 利用發(fā)光顯示的原理，3支電子槍分別轟擊紅、綠、藍三種熒光物質并在顯示屏上混合成各種彩色 舉例：彩色CRT 3基色：紅、綠、藍,2019/7/14,24,2顏色模型,加色法,2019/7/14,25,2顏色模型,減色法 利用反射光線顯示顏色的原理，因吸收了天然白光中的一部分而呈現(xiàn)出未被顏料所吸收而反射出的那部分色光顏色，即從白光中減去（吸收）三基色中的一種或兩種基色而生成不同彩色 舉例：彩色印刷、藝術繪畫 3基色：黃、品紅、青，再加上黑色,2019/7/14,26,2顏色模型,減色法,紅,黃,藍,品紅,黑,綠,青,白,2019/7/14,27,2顏色模型,RGB模型 CIE模型（與設備無關） HSV模型 HLS模型,2019/7/14,28,2顏色模型,RGB模型 (r, g, b) r0,1 g0,1 b0,1,2019/7/14,29,2顏色模型,RGB模型 用于規(guī)定顯示設備中的顏色,2019/7/14,30,2顏色模型,RGB模型 用于規(guī)定顯示設備中的顏色,2019/7/14,31,2顏色模型,HSV模型 色調：繞圓錐截面度量的角度，H0,1 飽和度：沿圓錐截面的半徑方向度量，S0,1 亮度：沿圓錐軸線度量，V0,1,2019/7/14,32,2顏色模型,HSV模型 將色調H、飽和度S、亮度V分開調整,2019/7/14,33,2顏色模型,HLS模型 色調：繞圓錐截面度量的角度，H0,1 飽和度：沿圓錐截面的半徑方向度量，S0,1 亮度：沿圓錐軸線度量，V0,1,2019/7/14,34,2顏色模型,顏色管理 隨著顯示設備、掃描設備和輸出設備的發(fā)展，如何保證顏色在這些設備之間準確地傳遞 顏色管理就是使所有與掃描、顯示、輸出相關的設備，在產(chǎn)生、處理和再現(xiàn)顏色時，保證視覺效果一致，或盡量接近,2019/7/14,35,2顏色模型,顏色管理 選擇公共的顏色模型作為顏色描述的基準 對設備制定描述設備特征的電子文件 實現(xiàn)各特征描述文件之間的轉換,2019/7/14,36,Chap3 計算機動畫的圖形基礎,圖形及其動態(tài)顯示 顏色模型 圖形變換 曲線和曲面,2019/7/14,37,3圖形變換,如何描述物體的運動 運動方向：維度 位置的變化：幾何變換 形狀的變化：幾何變換 如何對運動進行顯示輸出 觀察變換 投影表示,2019/7/14,38,3圖形變換,坐標系 圖形變換過程 正投影圖與透視圖,2019/7/14,39,3圖形變換,維（Dimension） 與物體的運動方向聯(lián)系起來 1D（1個方向） 2D（2個方向） 3D（3個方向） 4D（3個方向+時間）,2019/7/14,40,3圖形變換,坐標系：用于描述物體的運動 直角坐標系 二維坐標系，三維坐標系 左手坐標系，右手坐標系 全局坐標系，局部坐標系,2019/7/14,41,3圖形變換,幾何變換 參照坐標系不變，物體本身的幾何位置或大小發(fā)生改變而引起的變換 坐標系變換 物體本身未發(fā)生變化，但參照的坐標系有了變化而引起的變換 不管怎樣，畫面將改變,2019/7/14,42,3圖形變換,圖形變換的矩陣方法 通過對點的變換來實現(xiàn),2019/7/14,43,3圖形變換,圖形變換過程 幾何變換 平移、旋轉、縮小、放大、錯切 觀察變換（坐標系變換） 模擬相機，建立觀察坐標系 影射變換 將視平面坐標變換到顯示屏坐標,2019/7/14,44,3圖形變換,三維觀察變換,2019/7/14,45,3圖形變換,三維裁剪窗口 視平面與顯示面的影射變換,2019/7/14,46,3圖形變換,因此，圖形輸出過程為 用戶坐標系中的幾何變換 用戶坐標系到觀察坐標系的觀察變換 觀察坐標系中的裁剪、透視變換 觀察坐標系到設備坐標系的影射變換 設備坐標系中的圖像變換,2019/7/14,47,3圖形變換,圖形輸出過程,2019/7/14,48,自然坐標系,觀察坐標系,設備坐標系,幾何變換,裁剪透視變換,圖像變換,觀察變換,影射變換,3圖形變換,正投影圖與透視圖 為了在平面上表示三維物體，采用正投影或透視投影方法得到 正投影：三視圖 透視投影：使用模擬相機模仿實際拍攝