Tổng quan cơ sở đồ hoạ máy tính

Mục lục Chương 1: GIỚI THIỆU THUẬT TOÁN VẼ VÀ TÔ ...................................6 CÁC ĐƯỜNG CƠ BẢN.....................................................................................6 1.1 Tổng quan .........................................................................................................6 1.2. Hệ tọa độ thế giới thực, hệ tọa độ thiết bị và hệ tọa độ chuẩn .........................7 1.3. Thuật toán vẽ đoạn thẳng..................................................................................9 1.3.1. Thuật toán DDA (Digital DifferentialAnalyzer).....................................10 1.3.2. Thuật toán Bresenham.............................................................................13 1.4. Thuật toán vẽ đường tròn................................................................................17 1.4.1. Thuật toán đơn giản.................................................................................17 1.4.2. Thuật toán MidPoint................................................................................18 1.4.3. Vẽ đường tròn bằng thuật toán Bresenham.............................................21 1.4.4. Thuật toán vẽ Ellipse...............................................................................22 1.4.5. Vẽ đường conics và một số đường cong khác ........................................24 1.4.6. Vẽ đa giác................................................................................................25 1.4.7. Tổng kết chương 1...................................................................................28 1.4.8. Bài tập chương 1 .....................................................................................28 Chương 2 : CÁC THUẬT TOÁN TÔ MÀU..................................................31 2.1. Tổng quan .......................................................................................................31 2.2. Các không gian màu .......................................................................................31 2.2.1. Không gian màu RGB (Red - Green - Blue)...........................................31 2.2.2. Không gian màu CMY (Cyan - Magenta - Yellow) ...............................32 2.2.3. Không gian màu HSV ( Hue - Saturation - Value )................................32 2.3. Các thuật toán tô màu .....................................................................................33 2.3.1. Tô đơn giản..............................................................................................33 2.3.2. Tô màu theo dòng quét (scan - line)........................................................38 2.3.3. Phương pháp tô màu dựa theo đường biên..............................................42 2.4. Tổng kết chương 2..........................................................................................45 2.5. Bài tập chương 2.............................................................................................46 Chương 3 : PHÉP BIẾN ĐỔI TRONG ĐỒ HỌA HAI CHIỀUU..................47 3.1. Tổng quan .......................................................................................................47 3.2. Phép tịnh tiến (translation)..............................................................................47 3.3. Phép biến đổi tỷ lệ ..........................................................................................48 3.4. Phép quay........................................................................................................49 3.5. Phép đối xứng .................................................................................................51 3.6. Phép biến dạng................................................................................................51 3.7. Phép biến đổi Affine ngược ( The inverse of an Affine transformation).......52 3.8. Một số tính chất của phép biến đổi affine ......................................................53 3.9. Hệ tọa độ thuần nhất.......................................................................................53 3.10. Kết hợp các phép biến đổi (composing transformation).............................54 3.11. Tổng kết chương 3 ......................................................................................55 3.12. Bài tập chương 3 .........................................................................................55 Chương 4 ...........................................................................................................58 WINDOWING và CLIPPING ........................................................................58 4.1. Tổng quan .......................................................................................................58 4.2. Các khái niệm về Windowing.........................................................................5

4.3. Các thuật toán Clipping ..................................................................................63 4.4. Phép biến đổi từ cửa sổ - đến – vùng quan sát ...............................................84 4.5. Tổng kết chương 4..........................................................................................86 4.6. Bài tập chương 4.............................................................................................86 Chương 5 : ĐỒ HỌA BA CHIỀUU...................................................................88 5.1. Tổng quan .......................................................................................................88 5.2. Giới thiệu đồ họa 3 chiều................................................................................88 5.3. Biểu diễn đối tượng 3 chiều............................................................................90 5.4. Các phép biến đổi 3 chiều...............................................................................95 5.4.1. Hệ tọa độ bàn tay phải - bàn tay trái .......................................................95 5.4.2. Các phép biến đổi Affine cơ sở...............................................................95 5.5. Tổng kết chương 5..........................................................................................97 Chương 6 : QUAN SÁT ẢNH BA CHIỀUU ...................................................98 6.1. Tổng quan .......................................................................................................98 6.2. Các phép chiếu................................................................................................98 6.2.1. Các phép chiếu song song .....................................................................100 6.2.2. Các phép chiếu phối cảnh......................................................................105 6.3. Biến đổi hệ tọa độ quan sát (hệ quan sát).....................................................107 6.3.1. Xác định mặt phẳng quan sát ...............................................................108 6.3.2. Không gian quan sát..............................................................................112 6.3.3. Clipping.................................................................................................115 6.4. Cài đặt các thao tác quan sát (Implementation of Viewing Operations)......116 6.5. Cài đặt phần cứng .........................................................................................125 6.6. Lập trình xem ảnh ba chiều ..........................................................................126 6.7. Các mở rộng đến Đường ống quan sát (Viewing Pipeline)..........................130 6.8. Tổng kết chương 6........................................................................................130 6.9. Bài tập chương 6..........................................................................................131 Chương 7 .........................................................................................................134 KHỬ CÁC MẶT KHUẤT VÀ ĐƯỜNG KHUẤT......................................134 7.1. Tổng quan .....................................................................................................134 7.2. Khử các mặt nằm sau (Back-Face Removal) ...............................................135 7.3. Phương pháp dùng vùng đệm độ sâu (Depth-Buffer Method).....................138 7.4. Phương pháp đường quét (Scan-Line Method) ............................................140 7.5. Phương pháp sắp xếp theo độ sâu (Depth- Sorting Method)........................143 7.6. Phương pháp phân chia vùng (Area- Subdivision Method).........................147 7.7. Các phương pháp Octree (Octree Methods).................................................150 7.8. Loại bỏ các đường bị che khuất....................................................................154 7.9. Tổng kết chương 7........................................................................................156 7.10. Bài tập chương 7 .......................................................................................157