Разработка математического и алгоритмического обеспечения для отображения графических объектов с учетом диффузной модели освещения и из
Автор: Sad Music • Март 28, 2023 • Курсовая работа • 11,856 Слов (48 Страниц) • 194 Просмотры
[pic 1]
Содержание
1 Постановка задачи 4
2 Разработка математического и алгоритмического обеспечения для отображения графических объектов с учетом диффузной модели освещения и изменения положения наблюдателя и источника света 5
3 Разработка блок-схем алгоритма работы программы для отображения графических объектов с учетом диффузной модели освещения и изменения положения наблюдателя и источника света 10
4 Разработка программного обеспечения для отображения графических объектов с учетом диффузной модели освещения и изменения положения наблюдателя и источника света 15
5 Графические иллюстрации работы программы. С описанием полученных результатов 21
Заключение 23
Приложение А 25
[pic 2]
Введение
Компьютерная графика - машинная графика, система методов, алгоритмов, программных и аппаратных средств для ввода, обработки и отображения графической информации, а также для преобразования данных в графическую форму.
Дисциплина «Компьютерная графика» является актуальной, так как позволяет создавать, изменять, анализировать, стирать изображения, а также работать с цветом и яркостью всего изображения и отдельных его фрагментов, реализовать на экране дисплея движущееся цветное изображение. Конечным продуктом является изображение (напр., математический график, технический чертёж, книжная иллюстрация, трёхмерное изображение архитектурного вида предполагаемой конструкции, кадр фильма), которое может сохраняться (напр., в памяти компьютера), выводиться на экран дисплея, на бумажные листы (посредством принтера) и др.
По принципам хранения и формирования изображения графику можно разделить на категории:
- растровая графика;
- векторная графика;
- фрактальная графика;
- трёхмерная графика.
Если рассматривать инженерное программирование, то здесь чаще используется трёхмерная компьютерная графика. С помощью трёхмерной графики происходит моделирование физических объектов и процессов, например, в мультипликации, кинематографе, компьютерных играх и т.п.
Среди основных областей компьютерной графики можно выделить:
- моделирование;
- проектирование;
- отображение визуальной информации;
- создание пользовательского интерфейса.
1 Постановка задачи
Задачей курсового проектирования являлась разработка математической модели и программного обеспечения для реализации на компьютере заданной 3D схемы с учётом диффузной модели освещения и изменения положения наблюдателя и источника света.
Схема задания представлена на рисунке 1.1.
[pic 3]
Рисунок 1.1 – Исходная функция для построения
В качестве платформы для реализации задачи используется .NET Microsoft Visual Studio 2019. Интегрированная среда разработки (IDE) представляет собой многофункциональную программу, которую можно использовать для различных аспектов разработки программного обеспечения.
Использование метода Z-буфера, кватерниона и закона Ламберта служило алгоритмом для отображения исходного 3D объекта. В данной работе применяется диффузная модель освещения, происходит изменение положения наблюдателя и источника света.
2 Разработка математического и алгоритмического обеспечения для отображения графических объектов с учетом диффузной модели освещения и изменения положения наблюдателя и источника света
Ключевые составляющие для отрисовки требуемого объекта по условию задачи: тип источника света, модель освещения, цвет с учётом источника света, матрица тела, отсечение невидимых граней, поворот фигуры. Это необходимо для разработки математического и алгоритмического обеспечения отображения объекта.
Для описания объектов в пространстве служит матрица тела объекта, представленная ниже:
(2.1)[pic 4]
Здесь параметры матрицы x, y, и z – это координаты вершин объекта по осям X, Y, и Z соответственно, где количество вершин объекта соответствует количеству строк матрицы. А четвертый, дополнительный параметр, который равен единице, является масштабирующим множителем, принятым для однородной системы координат.
...