Praeita paskaita. Grafika ir vizualizavimas Atkirtimai dvimatėje erdvėje. Praeita paskaita. 2D Transformacijos. Grafika ir vizualizavimas, VDU, 2010

Σχετικά έγγραφα
Praeitos paskaitos. Grafika ir vizualizavimas. Grafika ir vizualizavimas, VDU, Trimatė grafika, transformacijos

Matematika 1 4 dalis

Spalvos. Šviesa. Šviesos savybės. Grafika ir vizualizavimas. Spalvos. Grafika ir vizualizavimas, VDU, Spalvos 1

I dalis KLAUSIMŲ SU PASIRENKAMUOJU ATSAKYMU TEISINGI ATSAKYMAI

ANALIZINĖ GEOMETRIJA III skyrius (Medžiaga virtualiajam kursui)

Dviejų kintamųjų funkcijos dalinės išvestinės

X galioja nelygyb f ( x1) f ( x2)

LIETUVOS JAUNŲ J Ų MATEMATIKŲ MOKYKLA

Vilniaus universitetas. Edmundas Gaigalas A L G E B R O S UŽDUOTYS IR REKOMENDACIJOS

Matematika 1 3 dalis

I.4. Laisvasis kūnų kritimas

KOMPIUTERINIS PROJEKTAVIMAS

Paprastosios DIFERENCIALINĖS LYGTYS

Elektronų ir skylučių statistika puslaidininkiuose

ŠVIESOS SKLIDIMAS IZOTROPINĖSE TERPĖSE

FDMGEO4: Antros eilės kreivės I

4.3. Minimalaus dengiančio medžio radimas

AIBĖS, FUNKCIJOS, LYGTYS

4.1 Skaliarinė sandauga erdvėje R n Tarkime, kad duota vektorinė erdvė R n. Priminsime, kad šios erdvės elementai yra vektoriai vektoriu

2008 m. matematikos valstybinio brandos egzamino VERTINIMO INSTRUKCIJA Pagrindinė sesija

9. KEVALŲ ELEMENTAI. Pavyzdžiai:

EKONOMETRIJA 1 (Regresinė analizė)

PNEUMATIKA - vožtuvai

1 TIES ES IR PLOK TUMOS

KADETAS (VII ir VIII klasės)

Įvadas į laboratorinius darbus

Su pertrūkiais dirbančių elektrinių skverbtis ir integracijos į Lietuvos elektros energetikos sistemą problemos

FUNKCIJOS. veiksmu šioje erdvėje apibrėžkime dar viena. a = {a 1,..., a n } ir b = {b 1,... b n } skaliarine sandauga

1. Individualios užduotys:

Paprastosios DIFERENCIALINĖS LYGTYS

Specialieji analizės skyriai

Paprastosios DIFERENCIALINĖS LYGTYS

Taikomieji optimizavimo metodai

Balniniai vožtuvai (PN 16) VRG 2 dviejų eigų vožtuvas, išorinis sriegis VRG 3 trijų eigų vožtuvas, išorinis sriegis

2014 M. FIZIKOS VALSTYBINIO BRANDOS EGZAMINO UŽDUOTIES VERTINIMO INSTRUKCIJA Pagrindinė sesija

Matematinės analizės konspektai

Specialieji analizės skyriai

2009 m. matematikos valstybinio brandos egzamino VERTINIMO INSTRUKCIJA Pagrindinė sesija 1 6 uždavinių atsakymai

Įžanginių paskaitų medžiaga iš knygos

MATEMATINĖ LOGIKA. Įžanginių paskaitų medžiaga iš knygos

3 modulis. Funkcijos sąvoka. Laipsninė, rodiklinė ir logaritminė funkcija

2015 M. MATEMATIKOS VALSTYBINIO BRANDOS EGZAMINO UŽDUOTIES VERTINIMO INSTRUKCIJA Pagrindinė sesija. I dalis

VILNIAUS UNIVERSITETAS MATEMATIKOS IR INFORMATIKOS FAKULTETAS PROGRAMŲ SISTEMŲ KATEDRA. Algoritmų teorija. Paskaitų konspektas

DISPERSINĖ, FAKTORINĖ IR REGRESINĖ ANALIZĖ Laboratorinis darbas Nr. 2

2 laboratorinis darbas. TIKIMYBINIAI MODELIAI

1. Pirštu atspaudu atpažinimas

1 Tada teigini Ne visi šie vaikinai yra studentai galima išreikšti formule. 2 Ta pati teigini galima užrašyti ir taip. 3 Formulė U&B C reiškia, kad

UAB Aveva planuojamos ūkinės veiklos metu į aplinkos orą išmetamų teršalų sklaidos modeliavimas

LIETUVOS RESPUBLIKOS ÐVIETIMO IR MOKSLO MINISTERIJA NACIONALINIS EGZAMINØ CENTRAS 2014 METŲ MATEMATIKOS VALSTYBINIO BRANDOS EGZAMINO REZULTATŲ

11 klasei Pirmas skyrius MATEMATIKA. tempus. Bendrasis ir išplėstinis kursas

Balniniai vožtuvai (PN 16) VRB 2 dviejų angų, vidiniai ir išoriniai sriegiai VRB 3 trijų angų, vidiniai ir išoriniai sriegiai

Temos. Intervalinės statistinės eilutės sudarymas. Santykinių dažnių histogramos brėžimas. Imties skaitinių charakteristikų skaičiavimas

ERDVINIŲ DUOMENŲ GEOGRAFINIS ORIENTAVIMAS

VIII. FRAKTALINĖ DIMENSIJA. 8.1 Fraktalinės dimensijos samprata. Ar baigtinis Norvegijos sienos ilgis?

Papildomo ugdymo mokykla Fizikos olimpas. Mechanika Dinamika 1. (Paskaitų konspektas) 2009 m. sausio d. Prof.

2.5. KLASIKINĖS TOLYDŽIŲ FUNKCIJŲ TEOREMOS

TEORIJA. RINKTINIAI MATEMATIKOS SKYRIAI (Informatikos spec., 2 srautas, magistrantūra, 1 semestras) PROGRAMA. su skaidžia savybe skaičiu

DEFORMUOJAMO KŪNO MECHANIKA 1 dalis

DISPERSINĖ, FAKTORINĖ IR REGRESINĖ ANALIZĖ Laboratorinis darbas Nr. 1

KENGŪRA Klausimai po 3 taškus. 2. Dominyko lentynoje yra du meškiukai, mašinėlė ir du kamuoliai. Kuris paveikslėlis

1 Įvadas Neišspręstos problemos Dalumas Dalyba su liekana Dalumo požymiai... 3

Stiklo pluošto laikikliai - gali būti sprendimas langams/durims tvirtinti šiltinimo sluoksnyje

Statistinė termodinamika. Boltzmann o pasiskirstymas

IV. FUNKCIJOS RIBA. atvira. intervala. Apibrėžimas Sakysime, kad skaičius b yra funkcijos y = f(x) riba taške x 0, jei bet kokiam,

Analizės uždavinynas. Vytautas Kazakevičius m. lapkričio 1 d.

SIGNALAI TELEKOMUNIKACIJŲ SISTEMOSE

1. Klasifikavimo su mokytoju metodai

KB ALSIŲ PAUKŠTYNAS IŠSISKIRIANČIŲ APLINKOS ORO TERŠALŲ IR KVAPO SKLAIDOS MODELIAVIMAS

Vilius Stakėnas. Kodavimo teorija. Paskaitu. kursas

JONAS DUMČIUS TRUMPA ISTORINĖ GRAIKŲ KALBOS GRAMATIKA

Deivydas Dusevièius MEDŽIAGŲ APDIRBIMAS CNC STAKLĖMIS. CNC STAKLIŲ PROGRAMAVIMAS

Integriniai diodai. Tokio integrinio diodo tiesiogin įtampa mažai priklauso nuo per jį tekančios srov s. ELEKTRONIKOS ĮTAISAI 2009

Šotkio diodo voltamperinės charakteristikos tyrimas

III.Termodinamikos pagrindai

C47. ECL Comfort sistemos tipas: 5 sistemos tipas: 6a sistemos tipas: 6 sistemos tipas:

ECL Comfort V AC ir 24 V AC

Vilniaus universitetas Gamtos mokslų fakultetas Kartografijos centras. Giedrė Beconytė. Mokomoji knyga geomokslų specialybių studentams

Rotaciniai vožtuvai HRB 3, HRB 4

Rankinio nustatymo ventiliai MSV-F2, PN 16/25, DN

Nauji dviejų vamzdžių sistemos balansavimo būdai

EUROPOS CENTRINIS BANKAS

Ekonometrija. Trendas ir sezoninė laiko eilutės komponentė

Gairės audito institucijoms dėl audito atrankos metodų ir m. programavimo laikotarpiai

MONTE KARLO METODAS. Gediminas Stepanauskas IVADAS Sistemos Modeliai Modeliavimas ir Monte-Karlo metodas...

KOMPIUTERINĖ ŽEMĖTVARKOS GRAFIKA

STOGAS PLOKŠTELĖS DACORA PLANAVIMAS IR PRITAIKYMAS 2012 VASARA

KENGŪRA SENJORAS

Modalumo logikos S4 kai kurios išsprendžiamos klasės

Gabija Maršalkaitė Motiejus Valiūnas. Astronomijos pratybų užduočių komplektas

SiStemoS informacija

Matematinės analizės egzamino klausimai MIF 1 kursas, Bioinformatika, 1 semestras,

4 laboratorinis darbas. PARAMETRŲ ĮVERČIAI IR STATISTINĖS HIPOTEZĖS

LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas. Algirdas Antanavičius GEODEZIJOS PAGRINDAI

KOMPTONO EFEKTO TYRIMAS

UAB Rutinas ūkinės veiklos metu išmetamų aplinkos oro teršalų sklaidos modeliavimas

fx-82es PLUS fx-85es PLUS fx-95es PLUS fx-350es PLUS

8. LENKIAMŲ PLOKŠTELIŲ ELEMENTAI

DISKREČIOSIOS DAUBECHIES 9/7 TRANSFORMACIJOS SU DALINE BLOKŲ DEKORELIACIJA SAVYBIŲ TYRIMAS

LIETUVOS ŽEMĖS ŪKIO UNIVERSITETAS Vandens ūkio ir žemėtvarkos fakultetas Fizikos katedra. Juozas Navickas FIZIKA. I dalis MOKOMOJI KNYGA

Skalbimo mašina Vartotojo vadovas Πλυντήριο Ρούχων Εγχειρίδιο Χρήστη Mosógép Használati útmutató Automatická pračka Používateľská príručka

Transcript:

Praeita paskaita Grafika ir vizualizavimas Atkirtimai dvimatėje erdvėje Atkarpos Tiesės lgtis = mx+ b kur m krpties koeficientas, o b aukštis, kuriame tiesė kerta ašį Susikirtimo taško apskaičiavimui sulginamos dviejų atkarpų koordinatės, apskaičiuojamas x, o pagal x apskaičiuojamas ir. m 1xi + b1= m 2 xi+ b2 Praeita paskaita Atkarpos - kaip aprašomos? Atkarpos nurodomos dviejų galinių taškų koordinatėmis pvz. P 1 (x 1, 1 ) ir P 2 (x 2, 2 ). Atkarpai aprašti gali būti taikomos ir parametrinės lgts: x = x 1 + t (x 2 x 1 ) = 1 + t ( 2 1 ) kur t 1 Kuomet t =, gaunamas pradinis atkarpos taškas, kai t = 1 galinis taškas, o tarpinės t reikšmės nusako tarpinių atkarpos taškų koordinates. 2D Transformacijos Visos transformacijos dvimatėje erdvėje atliekamos koordinačių sistemos pradžios taško atžvilgiu. Transformacijos atliekamos naudojant homogenines koordinates. Pvz. Dekarto koordinačių sistemos taškas P(x,) atvaizduojamas homogeninėje koordinačių sistemoje kaip P(x, ) aprašomas P(xh, h, h) Trikampis Dekarto ir homogeninėse koordinatėse aprašomas OpenGL bibliotekoje: [] [] trikampis trikampis x1 = 1 x1 = x 2 x3 x 2 2 1 2 3 x3 3 [] trikampis x1 = x2 x3 1 2 3 1 1 1 x1 x2 x3 [] trikampis = 1 2 3 1 1 1 Dvimatė grafika, atkirtimai 1

2D Transformacijos Transformacijos ra aprašomos matricomis, kurių bendras pavidalas ra: A D G C F I Postūmio transformacija: G,H Pasukimo transformacija: A, B, D, E Mastelio keitimo, atspindžio transformacijos: A, E, I Šlties transformacija: B, D B E H Sudėtinės transformacijos Atliekant keletą transformacijų iš eilės ra labai svarbu teisinga tvarka sudauginti matricas. ((([xh,h,h] T Postūmio ) T Pasukimo ) T Postūmio ) [xh,h,h] (T Postūmio (T Pasukimo T Postūmio )) 1 T 1 R T2 = 1 cosθ sinθ 1 sinθ cosθ 1 x 1 1 x 1 c c c c 1 cosθ sinθ = 1 sinθ cosθ x 1 xc 1 c c c cosθ sinθ = sinθ cosθ xc cosθ + c sinθ + xc xc sinθ c cosθ + c 1 Vaizdavimo veiksmai Atkirtimai dvimatėje erdvėje Objekto modelio atvaizdavimui displėjaus ekrane grafinėse sistemose atliekami šie veiksmai: 1. Nurodoma, kuri modelio dalis bus rodoma displėjaus ekrane ir kokioje jo dalje. 2. Modelio koordinatės ra transformuojamos į ekrano koordinates: tiesiogiai, arba per normuotą įrenginį Aplinkos koordinačių sistema Normuota įrenginio koordinačių sistema Įrenginio koordinačių sistema Displėjus Dvimatė grafika, atkirtimai 2

Vaizdavimas ekrane Vaizdavimas ekrane Dažnai tenka ekrane vaizduoti tam tikrą objekto dalį, arba objektą reikia pavaizduoti konkrečiame ekrano plote. (x w max, w max) (x w, w) (x w min, w min) (x v max, v max) (x v, v) (1,1) (x v min, v min) Displėjaus ekrane norima matti vaizdo dalis Aplinkos koordinačių sistema Vaizdavimo sritis displėjaus ekrane Ekrano koordinačių sistema Aplinkos koordinatės x (,) Normuotos įrenginio koordinatės Displėjaus koordinatės Matematiškai objekto taško (x w, w ) transformavimas į normuoto įrenginio koordinačių sistemos tašką (x v, c ) aprašomas matricomis: [ xv, v,1] = [ xw, w,1] S ( ) ( ) S x + x S + 1 x S x wmin vmin wmin vmin Atkirtimai Kuomet nurodoma tik dalis objekto, kita dalis, netelpanti į langą turi būti atmesta. Atkirtimai Reikia surasti atkarpų taškus, kurie priklauso vaizdavimo srities briaunoms. Dvimatė grafika, atkirtimai 3

Taškų atkirtimai Atkarpų atkirtimai Taškas T(x,) bus matomas jeigu bus tenkinamos nelgbės: x K V x x D T(x,) A (x D, V ) Elementariausias atkirtimo algoritmas: for kiekviena atkarpa for kiekviena vaizdavimo srities briauna nustatti susikirtimo tašką parinkti naują atkarpos pradžios tašką C A jeigu ra ką vaizduoti, tai vaizduoti D B (x K, A ) Kaip galima būtų optimizuoti šį algoritmą? Atkarpų atkirtimas Atkarpų atkirtimas Rškus optimizavimas atkarpų testavimas Kaip nustatti, priklauso atkarpa vaizdavimo sričiai, ar ne? Reikėtų analizuoti atkarpos galų taškus. Kaip nustatti, priklauso atkarpa vaizdavimo sričiai ar ne? Jeigu abu atkarpos galai ra išorinėje vaizdavimo srities pusėje vienos vaizdavimo srities briaunos atžvilgiu, vadinasi atkarpa nepriklauso vaizdavimo sričiai. Dvimatė grafika, atkirtimai 4

Priskrimo, atmetimo testai: Atkarpų atkirtimas Atkarpa priklauso vaizdavimo sričiai, jeigu jos galų taškai ra vidinėse visų vaizdavimo srities briaunų pusėse Atkarpa nepriklauso vaizdavimo sričiai, jeigu abu jų galų taškai ra išorinėje tos pačios vaizdavimo srities briaunos pusėje Kitais atvejais, atkarpa skaidoma į segmentus ir analizuojama pakartotinai Atkarpų atkirtimas, Coheno-Sutherlando algoritmas Vaizdavimo plokštuma vaizdavimo sritimi padalinama į atskiras dalis. Kiekvienai daliai ra suteikiamas 4 bitų kodas: 11 1 11 1 1 11 1 11 Coheno-Sutherlando algoritmas Kiekvienai atkarpos viršūnei priskiriamas atitinkamas 4 bitų kodas Jeigu abu kodai lgūs, visa atkarpa ra vaizdavimo sritje OR operatorius Loginis AND operatorius abiem atkarpos galų kodams jeigu rezultatas, visa atkarpa nepatenka į vaizdavimo sritį. Coheno-Sutherlando algoritmas Jeigu visos atkarpos negalima nei atmesti, nei priimti, atkarpa ra skaidoma į dalis taip, kad viena iš jų būtų atmesta. Nustatoma briauna, kurią atkarpa kerta. Apskaičiuojamas atkarpos susikirtimo su ta briauna taškas. Atmetama nereikalinga dalis ir suteikiamas naujai viršūnei kodas. Iš naujo taikomas atmetimo testas. Testas kartojamas kol patikrinamos visos atkarpos. Dvimatė grafika, atkirtimai 5

Coheno-Sutherlando algoritmas Jeigu visos atkarpos negalima nei atmesti, nei priimti, atkarpa ra skaidoma į dalis taip, kad viena iš jų būtų atmesta. Nustatoma briauna, kurią atkarpa kerta. Tikrinti briaunas visuomet ta pačia tvarka Pvz. viršus, apačia, kairė, dešinė Coheno-Sutherlando algoritmas Apskaičiuojamas atkarpos susikirtimo su ta briauna taškas. Kaip? C D E A B C D E A B Coheno-Sutherlando algoritmas Atkarpa, aprašta taškais (x 1, 1 ), (x 2, 2 ) kerta vertikalią vaizdavimo srities briauną taške T(x briauna, susikirtimo ) susikirtimo = 1 + m (x briauna x 1 ), m = ( 2-1 )/(x 2 -x 1 ) Atkarpa, aprašta taškais (x 1, 1 ), (x 2, 2 ) kerta horizontalią briauną taške (x susikirtimo, briauna ) x susikirtimo = x 1 + ( briauna 1 )/m, m = ( 2-1 )/(x 2 -x 1 ) Coheno-Sutherlando algoritmo apžvalga Atkarpų testavimui naudojamas 4 bitų kodas Algoritmas efektviausias, kai atkarpos arba pilnai priklauso vaizdavimo sričiai, arba ne. Reikia skaičiuoti atkirtimus ir nematomoms atkarpų dalims Kai kuriais atvejais atkarpos atkertamos po keletą kartų Yra ir efektvesnių atkirtimo algoritmų... Dvimatė grafika, atkirtimai 6

Atkarpų atkirtos algoritmų palginimas Cohen-Sutherland Geriausiai tinka, kai daugeliui atkarpų tinka pirminio priėmimo ar atmetimo testas. Daliniai atvejai ra imlūs skaičiavimams. Crus-Beck Skaičiavimams naudojamos parametrinės lgts. Paprasta paskaičiuoti sankirtos taško t parametrą. Atkirtimo taškas atkarpai nustatomas per 1 kartą. Algoritmas neatlieka pirminio testavimo. Geriausiai tinka, kai daugeliui atkarpų netinka pirminis atmetimo priėmimo testas Liang-Barsk: Optimizuotas Crus-Beck algoritmas Nicholl: Pats greičiausias, tačiau neatlieka atkirtos trimatėje erdvėje Daugiakampių atkirta Daugiakampių atkirta ra žmiai sudėtingesnė už atkarpų atkirtą Įėjimas: daugiakampis Išėjimas: pradinis daugiakampis, naujas daugiakampis, arba nieko Kuriais atvejais galima pilnai priimti arba atmesti daugiakampį, sudartą iš atkarpų? Daugiakampių atkirta Kas gali nutikti trikampiui atkirtos atveju? Galimi atvejai: Septnias... Daugiakampių atkirta trikampis trikampis trikampis keturkampis trikampis 5-kampis Kiek daugiausiai briaunų gali turėti apkarptas trikampis? Dvimatė grafika, atkirtimai 7

Sudėtingesnis atvejis: Daugiakampių atkirta Sudėtingesnis atvejis: Daugiakampių atkirta Neiškilus daugiakampis keletas daugiakampių Daugiakampių atkirtimai, Sutherlando-Hodgemano atkirtimai Daugiakampis analizuojamas kiekvienos vaizdavimo srities briaunos atžvilgiu atskirai Atkirta vkdoma naudojant vaizdavimo srities briaunos lgtį Sutherlando-Hodgemano atkirtimai Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Dvimatė grafika, atkirtimai 8

Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Dvimatė grafika, atkirtimai 9

Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Kiekviena vaizdavimo srities briauna ra analizuojama atskirai, iš eilės Daugiakampis ra atkertamas kiekvienos jų atžvilgiu Apėjus visas briaunas gaunamas apkarptas daugiakampis Dvimatė grafika, atkirtimai 1

Algoritmo įėjimai ir išėjimai: Įėjimas: daugiakampį sudarančių primitvų viršūnių sąrašai Išėjimas: daugiakampį sudarančių primitvų viršūnių sąrašai po apkarpmų, susidedantis iš senų arba naujai suformuotų viršūnių Algoritmo etapai: Iš eilės po vieną nagrinėjamos daugiakampio briaunos Nagrinėjamos viršūnės padėtis ra p Prieš tai nagrinėtos viršūnės padėtis s. Viršūnė galėjo būti ir naujai sukurta. Kiekvienai daugiakampio briaunai galimi keturi skirtingi atvejai: s ra plokštumos vidinėje pusėje, o p taip pat vidinėje pusėje Viršūnė p įtraukiama į rezultatų sąrašą s jau buvo įtraukta į sąrašą vidus išorė s p pridedama p s ra plokštumos vidinėje pusėje, o p išorinėje pusėje Surandamas susikirtimo taškas i Viršūnė i įtraukiama į rezultatų sąrašą vidus išorė s ra plokštumos išorinėje pusėje, p taip pat išorinėje pusėje Viršūnė neįtraukiama į rezultatų sąrašą vidus išorė p s p s i viršūnė neįtraukiama Dvimatė grafika, atkirtimai 11

s ra plokštumos išorinėje pusėje, o p vidinėje pusėje Nustatomas sankirtos taškas i Viršūnė i įtraukiama į rezultatų sąrašą Viršūnė p įtraukiama į rezultatų sąrašą vidus išorė s p i viršūnė p viršūnė Dvimatė grafika, atkirtimai 12