Grafika komputerowa Wykład I Konstanty Kalicki uriel@pjwstk.edu.pl

Warunki zaliczenia Każde ćwiczenia są oceniane Brak obecności jest równoważny z oceną 2 Ocena z ćwiczeń to średnia z 7 najlepszych ocen cząstkowych (na 8 ćwiczeń) Nie ma możliwości wykonywania ćwiczeń w domu lub zaliczania w innym terminie Osoby które po siódmych zajęciach będą miały średnia wyższą lub równą 4 mogą przystąpić do egzaminu zerowego. Egzamin ten odbędzie się na ostatnim wykładzie Ocena z wykładu to ocena z egzaminu

Grafika komputerowa - dział informatyki zajmujący się syntezą oraz manipulacją obrazem Powiązana z branżą rozrywkową - rozwija się bardzo szybko

Prawo Moore’a „Ilość tranzystorów w układach scalonych podwaja się co około dwa lata” Gordon Moore, 1965

Moore a GPU Ilość tranzystorów w GPU podwaja się co około 6 miesięcy Inne zastosowania i architektura CPU i GPU Rozwój jest związany bezpośrednio z rynkiem gier komputerowych

Kino – efekty specjalne, animacja Bluebox w filmie „300”, źródło www.dailygalaxy.com Wygenerowany komputerowo tyranozaur, „King Kong”

Medycyna Wizualizacja i analiza obrazu Tomografia komputerowa źródło www.pims.math.ca Źródło wikipedia.org

CAD Computer Aided Design Schemat w programie Solid Edge, autor Thorsten Hartmann Symulacja przepływu powietrza w silniku, wikipedia.org

Gry komputerowe Crisis

Budowa oka Źródło: www.zdrowie.med.pl Źródło: cas.bellarmine.edu/tietjen/images/Eyes!.htm

Budowa oka Źródło: http://cas.bellarmine.edu/tietjen/

Tapetum luncidum Odbijająca światło warstwa za fotoreceptorami występująca u niektórych zwierząt Odbite światło ponownie przechodzi przez fotoreceptory, zwiększając czułość oka Autor zdjęcia: Davide Troise

Ludzie widzą bardzo wąski zakres częstotliwości fal elektromagnetycznych

Barwa Barwa jest wrażeniem Jeśli widzimy barwę żółtą to może to być: Światło o długości fali 570 nm (światło żółte) Świało, w którego skład wchodzą fale o długościach 650 nm (czerwony) i 530 nm (zielony)

Modele barw Model barwy to sposób reprezentacji barwy jako listy liczb Istnieje wiele modeli barw: RGB CMY, CMYK HSV, HLS CIE XYZ Lu*v* YCrCb

RGB Trzy składowe odpowiadające barwom na które jest czułe oko ludzkie Dyskretny zapis. Przy zapisie 24 bitowym (truecolor) każda składowa przyjmuje wartości z przedziału [0, 255] co daje 16.581.375 kombinacji Model addytywny – do istniejącej barwy dodawane są kolejne. Opisuje źródła światła, gdzie tło jest czarne Nie definiuje składowych

CMY Model substraktywny – od istniejącej barwy odejmowane są kolejne barwy. Intuicyjny, zachowuje się tak jak oczekuje użytkownik Stosowany do wydruków – na białą kartkę nanoszone są farby które nie odbijają niektórych długości fal CMYK – często stosuje się dodatkowy kolor czarny

HSV Hue, Saturation, Value. Barwa (hue) jest określona kątem z przedziału 0-360 stopni. Barwa czerwona to 0 stopni, zielona 160 a niebieska 240 stopni. Barwy podstawowe tworzą sześciokąt będący podstawą ostrosłupa zawierającego wszystkie możliwe kombinacje kolorów Nasycenie koloru (saturation) jest opisane oddaleniem punktu od wysokości ostrosłupa – im punkt dalej tym bardziej nasyconemu kolorowi odpowiada Jasność koloru (value) jest zapisana jako wysokość ostrosłupa. Ma wartość 0 u podstawy i 1 w wierzchołku bryły

HLS Hue, Lightness, Saturation W modelu tym barwy zależne są od kąta, podobnie jak w HSV. W tym przypadku jednak kolor niebieski odpowiada kątowi 0 stopni, czerwony kątowi 120 stopni a zielony 240 stopni. Podstawowe odcienie znajdują się teraz na obwodzie koła zamiast sześciokąta, tak jak w modelu HSV. Ułatwia to prace z modelem, ponieważ wszystkie podstawowe odcienie mają wartość S=1 Jasność ma wartość 0 w dolnym wierzchołku bryły a 1 w górnym. Czyste kolory mają wartość L = 0.5 i S=1, czyli znajdują się na obwodzie najszerszego przekroju bryły.

CIE XYZ Model opracowany w 1931 roku przez International Commission on Illumination (CIE). CIE XYZ bazuje na modelu fizycznym światła oraz charakterystyce ludzkiego oka Na bazie CIE XYZ definiowane są inne modele http://www.aim-dtp.net/index.htm

CIE diagram chromatyczności Zawiera wszystkie widzialne barwy Długości fal z zakresu widzialnego (380-700nm) są zaznaczone kolorem niebieskim

Temperatura barwy Jest to uproszczony, liniowy sposób opisu barwy źródła światła Temperaturę barwy podaje się w Kelvinach Temperatura barwy jest to temperatura, do jakiej należałoby rozgrzać teoretyczne ciało idealnie czarne by emitowało światło opisywanej barwie

Przykładowe temperatury Temperatura Światło 1500K Świeczka 2680K Żarówka 40W 3000K Żarówka 200W 3200K Wschód/zachód słońca 3400K Około godziny po świcie 5000K Lampa ksenonowa 5500K Około południa w słoneczny dzień, lampa błyskowa ~7000K Zachmurzone niebo 10000-12000K Bezchmurne błękitne niebo

Niska temperatura daje cieplejszą barwę przesuniętą w czerwień Im wyższa temperatura tym światło staje się zimniejsze, bardziej niebieskie Ten sposób opisu nie jest właściwy dla każdego źródła światła Źródło: http://en.wikipedia.org/

Temperatura monitora D50 5000K D55 5500K D65 6500K (6504K) D75K 7500K

GAMUT Gamut – zakres barw odwzorowywanych przez dane urządzenie ICC - International Color Consortium Źródło: http://www.cmpg.org

Urządzenia wyjściowe - drukarki Drukarki tworzą obraz nanosząc farby na papier Dysponują mniejszą paletą kolorów niż monitory (CMYK, ograniczone możliwości mieszania składowych) DPI – Dots per inch. Miara pozwalająca określić rozmiar wygenerowanego obrazu na podstawie rozdzielczości 1 cal – 2.54 cm

Drukarki atramentowe – zasada działania Kontaktowe Drukarki igłowe Drukarki czcionkowe Inkjet Wibracyjne (Epson) Termiczne (Canon, HP)

Drukarki laserowe – zasada działania

Druk offsetowy Źródło: http://www.signs.pl/

Urządzenia wyjściowe CRT Źródło: http://en.wikipedia.org/

CRT cd Przednia ściana kineskopu pokryta jest materiałem o właściwościach fluoroscencyjnych W monitorach kolorowych stosowane są trzy rodzaje materiału fluoroscencyjnego Źródło: http://en.wikipedia.org/

CRT - podsumowanie Duże rozmiary urządzenia Spory pobór mocy Łatwość skalowania obrazu Ekran zazwyczaj wypukły

LCD Źródło: http://en.wikipedia.org/

LCD cd Stosowane są dwa podejścia do budowy matryc LCD Matryce pasywne. W tym przypadku piksele są odświeżane pojedynczo Matryce aktywne. Tu na piksele dodatkowo natryskiwany jest super cienki tranzystor w technologii TFT (Thin Film Transistor) co pozwala na adresowanie matrycy całymi wierszami Matryce aktywne charakteryzują się dużo wyższymi częstotliwościami odświeżania oraz lepszym kontrastem

LCD - podsumowanie Niewielkie rozmiary Niski pobór mocy Brak możliwości skalowania rozdzielczości Ograniczony kąt widzenia Płaski ekran

Ekrany plazmowe Pobór mocy zbliżony do CRT (zależy od jasności sceny) Czas życia monitora około 60000 godzin

Koniec Dziękuję za uwagę