chap3計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的圖形基礎(chǔ)-1(2學(xué)時(shí))-2010.9.16.ppt

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫,軟件學(xué)院：武劍潔,2019/7/14,1,Part1 概述,Chap1 傳統(tǒng)動(dòng)畫與計(jì)算機(jī)動(dòng)畫 Chap3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的圖形基礎(chǔ),2019/7/14,2,Chap3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的圖形基礎(chǔ),圖形及其動(dòng)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(dòng)態(tài)顯示,圖形與圖像 點(diǎn)陣圖與矢量圖 動(dòng)態(tài)圖形顯示,2019/7/14,4,1圖形及其動(dòng)態(tài)顯示,圖形 通過(guò)計(jì)算機(jī)處理、生成、顯示和輸出的就是圖形 圖像 實(shí)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(dòng)態(tài)顯示,圖形,2019/7/14,6,1圖形及其動(dòng)態(tài)顯示,圖像,2019/7/14,7,1圖形及其動(dòng)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(chǔ)生成圖形所需的坐標(biāo)、形狀、顏色等幾何與非幾何數(shù)據(jù)的集合，可反映圖的內(nèi)在聯(lián)系 圖像 點(diǎn)陣表示 點(diǎn)陣文件存儲(chǔ)各像素點(diǎn)的顏色值,2019/7/14,8,1圖形及其動(dòng)態(tài)顯示,矢量圖 由數(shù)學(xué)方程、數(shù)字形式對(duì)畫面進(jìn)行描述 占用空間小，容易編輯和修改 但顯示時(shí)需要進(jìn)行掃描轉(zhuǎn)換 點(diǎn)陣圖 由像素點(diǎn)組成的圖 需要大量存儲(chǔ)空間,2019/7/14,9,1圖形及其動(dòng)態(tài)顯示,點(diǎn)陣圖,矢量圖,2019/7/14,10,1圖形及其動(dòng)態(tài)顯示,動(dòng)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(dòng)態(tài)顯示,動(dòng)態(tài)圖形顯示 顯示方式 預(yù)先生成畫面并存儲(chǔ)在硬盤中 實(shí)時(shí)生成畫面和顯示，利用雙緩沖，一個(gè)顯示前一幀，一個(gè)寫入當(dāng)前幀，當(dāng)前這幀完成后將兩個(gè)幀緩沖器功能交換，即寫入的用于顯示，顯示的用來(lái)寫入下一幀,2019/7/14,12,Chap3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的圖形基礎(chǔ),圖形及其動(dòng)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(shù),2019/7/14,14,2顏色模型,物體的顏色與光的照射有關(guān) 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(jué)察到的那部分 太陽(yáng)光由各種波長(zhǎng)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(jué),2019/7/14,16,2顏色模型,顏色 色調(diào)(Hue)：反映顏色類別，取決于占支配地位的主光波波長(zhǎng) 飽和度(Saturation)：彩色光所呈現(xiàn)的濃度 色調(diào)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(shí)引起的明亮程度,2019/7/14,17,2顏色模型,顏色 色調(diào)：色彩的調(diào)性（偏紅，偏綠，偏藍(lán)） 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(diào)變化 純正的紅色，色調(diào)：0 綠色，色調(diào)：80 藍(lán)色，色調(diào)：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(xì)胞，各自對(duì)應(yīng)一種基色 各種彩色感覺(jué)由適當(dāng)選擇的三基色按照不同比例混合而成 三基色相互獨(dú)立 紅 綠 藍(lán),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(lán)三種熒光物質(zhì)并在顯示屏上混合成各種彩色 舉例：彩色CRT 3基色：紅、綠、藍(lán),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(shù)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(lán),品紅,黑,綠,青,白,2019/7/14,27,2顏色模型,RGB模型 CIE模型（與設(shè)備無(wú)關(guān)） 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(shè)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(shè)備中的顏色,2019/7/14,31,2顏色模型,HSV模型 色調(diào)：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(diào)H、飽和度S、亮度V分開調(diào)整,2019/7/14,33,2顏色模型,HLS模型 色調(diào)：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(shè)備、掃描設(shè)備和輸出設(shè)備的發(fā)展，如何保證顏色在這些設(shè)備之間準(zhǔn)確地傳遞 顏色管理就是使所有與掃描、顯示、輸出相關(guān)的設(shè)備，在產(chǎn)生、處理和再現(xiàn)顏色時(shí)，保證視覺(jué)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(zhǔn) 對(duì)設(shè)備制定描述設(shè)備特征的電子文件 實(shí)現(xiàn)各特征描述文件之間的轉(zhuǎn)換,2019/7/14,36,Chap3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的圖形基礎(chǔ),圖形及其動(dòng)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(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行顯示輸出 觀察變換 投影表示,2019/7/14,38,3圖形變換,坐標(biāo)系 圖形變換過(guò)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(yùn)動(dòng)方向聯(lián)系起來(lái) 1D（1個(gè)方向） 2D（2個(gè)方向） 3D（3個(gè)方向） 4D（3個(gè)方向+時(shí)間）,2019/7/14,40,3圖形變換,坐標(biāo)系：用于描述物體的運(yùn)動(dòng) 直角坐標(biāo)系 二維坐標(biāo)系，三維坐標(biāo)系 左手坐標(biāo)系，右手坐標(biāo)系 全局坐標(biāo)系，局部坐標(biāo)系,2019/7/14,41,3圖形變換,幾何變換 參照坐標(biāo)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(biāo)系變換 物體本身未發(fā)生變化，但參照的坐標(biāo)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(guò)對(duì)點(diǎn)的變換來(lái)實(shí)現(xiàn),2019/7/14,43,3圖形變換,圖形變換過(guò)程 幾何變換 平移、旋轉(zhuǎn)、縮小、放大、錯(cuò)切 觀察變換（坐標(biāo)系變換） 模擬相機(jī)，建立觀察坐標(biāo)系 影射變換 將視平面坐標(biāo)變換到顯示屏坐標(biāo),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(guò)程為 用戶坐標(biāo)系中的幾何變換 用戶坐標(biāo)系到觀察坐標(biāo)系的觀察變換 觀察坐標(biāo)系中的裁剪、透視變換 觀察坐標(biāo)系到設(shè)備坐標(biāo)系的影射變換 設(shè)備坐標(biāo)系中的圖像變換,2019/7/14,47,3圖形變換,圖形輸出過(guò)程,2019/7/14,48,自然坐標(biāo)系,觀察坐標(biāo)系,設(shè)備坐標(biāo)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(jī)模仿實(shí)際拍攝