Отримання зображень з допомогою комп’ютерної графіки

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

Бердичівський політехнічний коледж

Контрольна робота

з предмета “Комп'ютерна графіка”

(варіант №5)

Виконав: студент групи ПЗС-504

Журавська О.О.

Перевірив

викладач: Козік В.Ю.

м. Бердичів - 2007 р.

Зміст

1. Колірна модель CMY та CMYK

2. Туман, тінь, відбиття в бібліотеці Opengl

3. Засобами бібліотеки Opengl забезпечити зміну кольору створеного трикутника при подвійному натисненні лівої кнопки миші

4. Для попереднього практичного завдання вашого варіанту забезпечити операцію масштабування використовуючи клавіші “+” та “-“

Список використаної літератури

1. Колірна модель CMY та CMYK

Використовується для опису кольору при отриманні зображень на пристроях, що реалізують принцип поглинання кольорів. У першу чергу, вона використовується в пристроях, що друкують на папері [16]. Назва даної моделі складається з назв основних субтрактивних кольорів: блакитного (Cyan), пурпурного (Magenta) та жовтого (Yellow) (рис. 1.27).

Для того, щоб розібратися з поглинанням кольорів, розглянемо рис. 1.28.

Нанесення жовтої фарби на білий папір означає, що поглинається відбитий синій колір. Блакитна фарба поглинає червоний колір. Пурпурна фарба -- зелений. Комбінування фарб дозволяє отримати кольори, що залишилися -- зелений, червоний, синій та чорний. Чорний відповідає поглинанню всіх кольорів при відбитті (рис. 1.29).

На практиці добитися чорного змішуванням важко через неідеальність фарб, тому у принтерах використовують ще й фарбу чорного кольору (blаск). Тоді модель називається CMYK.

Необхідно також відзначити, що не усякі фарби забезпечують вказане вище віднімання кольорів CMY. Докладніше про це в [10].

У таблиці 1.2 для порівняння надамо опис деяких кольорів у моделях RGB та CMY.

Співвідношення для перекодування кольору з моделі CMY в RGB:

І зворотне -- з моделі RGB в CMY:

Тут вважається, що компоненти кодуються числами в діапазоні від 0 до 1. Для іншого діапазону чисел можна записати відповідні співвідношення.

Для вирішення проблеми від'ємних коефіцієнтів, що існувала для моделі RGB, в 1931 році Міжнародною Комісією по Освітленню (МКО) була прийнята колориметрична система XYZ (рис. 1.30). У системі МКО XYZ в якості основних кольорів були прийняті також три кольори, однак вони є умовними, нереальними [1, 14].

Розглянуті вище моделі так або інакше використовують змішування деяких основних кольорів. Тепер розглянемо колірну модель, яку можна віднести до іншого, альтернативного типу.

У моделі HSV колір описується наступними параметрами -- колірний тон Н (hue), насиченість S (saturation), яскравість або світлота V {value) [28]. Значення Н вимірюється у градусах від 0 до 360, оскільки тут кольори розташовуються вздовж кола в такому порядку:

червоний, жовтогарячий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий (відоме прислів'я російською мовою -- "каждый охотник желает знать, где сидят фазаны" -- красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый). Значення S та V знаходяться в діапазоні (0 ... 1).

Наведемо приклади кодування кольорів для моделі HSV (рис. 1.31). При S = 0 (тобто на осі V) -- сірі тони. Значення V= 0 відповідає чорному. Білий колір кодується як S = 0, V=1. Кольори, які розташовані вздовж кола один проти одного, тобто які відрізняються по Я на 180 градусів, є доповняльними [28]. Завдання кольорів за допомогою параметрів HSV досить часто використовується у графічних системах, причому зазвичай демонструється розгортка конуса.

Існують інші колірні моделі, побудовані аналогічно HSV, наприклад, модель HLS (Hue, Lighting, Saturation) також використовує колірний конус.

У [48] є відомості про колірну модель СІЕ L*a*b*, яка була прийнята МКО.

Усе перераховані вище колірні моделі описують колір трьома параметрами. Вони описують колір у досить широкому діапазоні. Тепер розглянемо колірну модель, у якій колір задається одним числом, але вже для обмеженого діапазону кольорів (відтінків).

На практиці часто використовуються чорно-білі (сірі) напівтонові зображення. Сірі кольори в моделі RGB описуються однаковими значеннями компонентів, тобто ri = gi = bi. Таким чином, для сірих зображень немає потреби використовувати трійки чисел -- достатньо і одного числа. Це дозволяє спростити колірну модель. Кожна градація визначається яскравістю Y. Значення Y-- 0 відповідає чорному, максимальне значення Y відповідає білому.

В якості прикладу розглянемо перетворення кольорових зображень, представлених у моделі RGB, у чорно-білі напівтонові зображення у градаціях сірого (подібно до того, як показуються кольорові фільми на екрані чорно-білого телевізора). Для цього можна скористатися співвідношенням



де коефіцієнти при R, G та В враховують різну чутливість зору до відповідних кольорів, а крім того, їхня сума дорівнює одиниці. Зазвичай, обернене перетворення R = Y, G = Y, В = Y не дасть ніяких інших кольорів, окрім градацій сірого.

Ще один приклад використання різних колірних моделей. При запису кольорових фотографій в графічний файл формату JPEG виконується перетворення опису кольорів з моделі RGB в модель (Y, СЬ, Сr). Це використовується для подальшого ущільнення обсягів інформації растрового зображення. При читанні файлів JPEG виконується обернене перетворення в RGB. Різноманітність моделей обумовлена різними областями їх використання. Кожна із колірних моделей була розроблена для ефективного виконання окремих операцій: вводу зображень, візуалізації на екрані, друку на папері, обробці зображень, зберігання в файлах, колориметричних розрахунків та вимірів. Перетворення однієї моделі в іншу може призвести до викривлення.

2. Туман, тінь, відбиття в бібліотеці Opengl

В OpenGL передбачено декілька функцій для моделювання розповсюдження світла в об'ємі напівпрозорого середовища. Ви, напевно, помічали, що в тумані чим більша відстань від точки спостереження до об'єктів, тим більше колір об'єктів змішується з кольором туману. Починаючи з деякої відстані, об'єктів не видно зовсім -- це можна вважати як повну заміну кольору віддалених об'єктів на колір туману (наприклад, сірий). Для цього можна використати функцію glFog. Ця функція дозволяє визначити властивість змішування кольорів об'єктів і туману в залежності від відстані до об'єкту.

Змішування виконується згідно з формулою: С =fCo + (1-f )Сf ,

де Со -- колір об'єкту, Сf-- колір туману, С -- колір результату, f-- функція, яка враховує відстань точки об'єкта до точки спостереження, а також густину середовища. В OpenGL передбачені декілька різновидів функції/ Розглянемо це.

Для визначення типу функції / треба викликати glFog із параметром GL_FOG_MODE, наприклад, так:

Що це означає? Експоненціальний варіант описується так:



3. Засобами бібліотеки Opengl забезпечити зміну кольору створеного трикутника при подвійному натисненні лівої кнопки миші

Я взяла для виконання свого завдання програму Delphi і побудувала трикутник на формі придавши їй червоного кольору, при натиску змінює на рожевий, листинг програми матиме такий вигляд:

(мал. №1 )

(мал. №2 )

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs,

OpenGL;

type

TfrmGL = class(TForm)

procedure FormCreate(Sender: TObject);

procedure FormPaint(Sender: TObject);

procedure FormDestroy(Sender: TObject);

procedure FormKeyDown(Sender: TObject; var Key: Word;

Shift: TShiftState);

procedure FormKeyPress(Sender: TObject; var Key: Char);

private

hrc: HGLRC;

h : GLfloat;

end;

var

frmGL: TfrmGL;

Vert:array[1..6,1..10] of GLfloat;

mx,my:byte; //коефіцієнти збільшення/зменшення

implementation

{$R *.DFM}

procedure TfrmGL.FormPaint(Sender: TObject);

begin

wglMakeCurrent(Canvas.Handle, hrc);

glViewPort (0, 0, ClientWidth, ClientHeight);

glClearColor (0.5, 0.5, 0.75, 1.0);

glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);

glColor3f (2.0, 0.0, 0.8); // текущий цвет примитивов

glBegin (GL_TRIANGLES);

glVertex3f (-1, -1, h);

glVertex3f (-1, 1, h);

glVertex3f (1, 0, h);

glEnd;

SwapBuffers(Canvas.Handle); // содержимое буфера - на экран

wglMakeCurrent(0, 0);

end;

procedure SetDCPixelFormat (hdc : HDC);

var

pfd : TPixelFormatDescriptor;

nPixelFormat : Integer;

begin

FillChar (pfd, SizeOf (pfd), 0);

pfd.dwFlags := PFD_DRAW_TO_WINDOW or PFD_SUPPORT_OPENGL or PFD_DOUBLEBUFFER;

nPixelFormat := ChoosePixelFormat (hdc, @pfd);

SetPixelFormat (hdc, nPixelFormat, @pfd);

end;

procedure TfrmGL.FormCreate(Sender: TObject);

begin

SetDCPixelFormat(Canvas.Handle);

hrc := wglCreateContext(Canvas.Handle);

h := 0.0;

end;

procedure TfrmGL.FormDestroy(Sender: TObject);

begin

wglDeleteContext(hrc);

end;

procedure TfrmGL.FormKeyDown(Sender: TObject; var Key: Word;

Shift: TShiftState);

begin

If Key = VK_ESCAPE then Close;

If Key = VK_SPACE then

begin

If ssShift in Shift

then h := h + 1

else h := h - 1;

Caption := Floattostr (h);

Refresh

end;

end;

procedure TfrmGL.FormKeyPress(Sender: TObject; var Key: Char);

begin

if key = '-' then mx:=mx+1;

if key = '+' then mx:=mx-1;

FormPaint(Sender);

end;

end.

4. Для попереднього практичного завдання вашого варіанту забезпечити операцію масштабування використовуючи клавіши “+” та “-“

Потім для точного виконання завдання виконала слідуючий алгоритм дій при цьому використала згідно варіанту клавіші «+» та «-», що по умові завдання виконують наближення та відділення фігури на фоні:

procedure TfrmGL.FormKeyPress(Sender: TObject; var Key: Char);

begin

if key = '-' then mx:=mx+1;

if key = '+' then mx:=mx-1;

InvalidateRect(Handle, nil, False);

end;

end.

Список використаної літератури

1. Блінова Т.О., Порєв В.М. Комп'ютерна графіка / За ред. В.М.Горєва. - К.: Видавництво “Юніор”, 2004. - 456с., іл.

2. С.В.Глушаков, Г.А.Крабе Компютерная графика, Харьков 2002

3. OpenGl, технология ставшая символов, Учебник в примерах.

4. Конспект лекцій.