Материал: Алгоритмы компьютерной графики. В 3 ч. Ч. 3 (200

УДК 004.92.021(075.8) Д 761

Рецензенты: канд. техн. наук, ст. преп. Е.Л. Веретельникова, канд. пед. наук, канд. техн. наук, доц. В.В. Вихман

Работа подготовлена на кафедре вычислительной техники для студентов II курса АВТФ

(направление 230100) и студентов V курса АВТФ заочного отделения (специальности 230101, 230105)

Дружинин А.И.

Д 761 Алгоритмы компьютерной графики : учеб. пособие. В 3 ч. / А.И. Дружинин, Т.А. Дружинина – Новосибирск : Изд-во НГТУ,

2009. – Ч. 3. – 48 с.

ISBN 978-5-7782-1240-4

В работе рассмотрены принципы формирования оттенков и цветовые модели, основные алгоритмы формирования реалистических изображений, а также начальные сведения о геометрических преобразованиях объекта.

Пособие адресовано студентам, изучающим курс «Компьютерная и инженерная графика» дневного отделения и курс «Компьютерная графика» заочного отделения АВТФ, а также может быть полезно разработчикам программного обеспечения.

2

Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»

1.ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОТТЕНКОВ

1.1.Модели смешения

Вкомпьютерной графике выделяются два типа цветных объектов – самосветящиеся, или излучающие, объекты (экраны ЭЛТ, плазменные панели, матрицы светодиодов и т.п.), и несамосветящиеся объекты, отражающие или преломляющие падающий на них свет (оттиски на бумаге, светофильтры и т.п.).

Для самосветящихся объектов используется аддитивное формирование оттенков (от английского addition – сложение), когда цвет формируется за счет смешения трех основных цветов. Обычно используется модель RGB (Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий).

Для несамосветящихся объектов используется cубтрактивное формирование оттенков (от английского subtraction – вычитание), основанное на вычитании из падающего света определенных длин волн. В этом случае обычно применяется модель CMY (Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый).

Эти модели смешения цветов показаны на рис. 1.1 и 1.2. На рис. 1.3 приведены результаты смешения для аддитивной и субтрактивной моде-

лей, где R – Red (красный), G – Green (зеленый), B – Blue (синий), W – White (белый), C – Cyan (голубой), M – Magenta (пурпурный), Y – Yellow

(желтый), K – blacK (черный).

Ошибка!

Рис. 1.1. Аддитивная модель смешения цветов (RGB)

3

Рис. 1.2. Субтрактивная модель смешения цветов (CMY)

Рис. 1.3. Результаты смешения цветов для аддитивной и субтрактивной моделей

Цвета одной модели являются дополнительными к цветам другой. Дополнительный цвет – цвет, дополняющий данный до белого. Например, для зеленого дополнительным цветом является пурпурный

4

(синий + красный), так как белый = зеленый + синий + красный = зеленый + пурпурный.

Итак, дополнительные цвета:

R – C

G – M

B – Y.

Пример субтрактивного формирования оттенков (в упрощенном виде) представлен на рис. 1.4.

Белый цвет

Голубая краска

Желтая краска Белая бумага

Рис. 1.4. Субтрактивное формирование оттенков

При освещении белым светом (W = R + G + B) в слое голубой краски поглощается красный, а в слое желтой – синий (так как это дополнительные цвета). В результате мы видим зеленый цвет, который отражается от белой бумаги.

1.2. Цветовые модели

Назначение цветовой модели – дать средства описания цвета в пределах некоторого цветового охвата, в том числе и для интерполяции цветов. Наиболее часто используемые модели – RGB, CMY, CMYK, YIQ, HSV (HSB) и HLS.

1.2.1. Модель RGB

Модель RGB (Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий) – аппаратно ориентированная модель, используемая в самосветящихся объектах для аддитивного формирования оттенков (рис. 1.5).

5