Sisteme prelucrări grafice

I. INTRODUCERE

Evolutia graficii pe calculator

Se pot distinge mai multe etape:

- grafica simpla care sa fie printata;

- modele sau obiecte care trebuiau modelate grafic (obiecte abstracte si fenomene);

- grafica interactiva – se modifica in timp real modelele construite;

- apar interfete grafice utilizator care permit realizare aplicatiilor grafice complexe;

- dezvoltarea a doua subdomenii:

a) sinteza de imagini;

b) analiza si prelucrarea imaginilor.

a) Sinteza imaginilor constituie procesul de redare a unor obiecte reale sau imaginare, de obicei pornind de la un model. Sinteza de imagini a avut ca rezultat redarea fotorealista a imaginilor (redare - rending). Prin redare fotorealista se intelege simularea fenomenelor de interactiune a luminii cu diferite obiecte (reflexia + refractia).

b) Analiza si prelucrarea imaginilor: reprezinta procesul invers celui de sinteza si consta in prelucrarea imaginii sau reconstructia unui obiect pronind de la imagini ale sale. In acest subdomeniu, s-au dezvoltat 3 directii:

a. imbunatatirea calitatii imaginii – image enhancement – consta in diminuarea sau eliminarea „zgomotului” din imagini (zgomot – pixeli suplimentari sau absenti);

b. detectarea sabloanelor standard (pattern detection & recognition) si determinarea gradului de distorsiune in imagini 2D. (Ex: tehnica OCR – recunoasterea optica a caracterelor dupa sablon).

c. analiza de imagini si computer vision (image analysis and computer vision) consta in determinarea obiectelor 2D/3D pornind de la imagini 2D (Ex: robotii industriali disting obiectele, pozitia si proprietatile lor).

Initial sinteza era considerata o disciplina diferita de analiza si prelucrare. In prezent cele doua subdomenii constituie grafica pe calculator.

II. TRANSFORMARI GRAFICE BIDIMENSIONALE 2D

Exista doua interpretari ale unei transformari grafice a unui punct:

- se efectueaza transformari asupra coordonatelor unui punct, pastrand acelasi sistem de coordonate. Aceasta transformare se numeste transformare geometrica (se foloseste in grafica)

- se efectueaza transformari asupra sistemului de coordonate. Se foloseste in exprimarea operatiilor de vizualizare a obiectelor, care de obicei sunt definite intr-un sistem de coordonate proprii, in timp ce afisarea se face intr-un sistem de coordonate (SC) proprii suprafetei.

Transformari geometrice 2D

a. Translatia

Putem translata puncte din planul (x,y) la noi pozitii prin adunarea unor cantitati coordonatelor punctelor. Mai precis, transformarea T care realizeaza translatia punctului A in punctul A' este complet definita de parametrii de deplasare dx si dy. Punctul A’ va avea coordonatele:

x' = x + dx, y' = y + dy,

perechea (dx, dy) fiind uneori numita vector de translatie.

Translatarea unui poligon se va obtine prin aplicarea translatiei asupra fiecarui punct al poligonului. Obiectele care reprezinta curbe sunt translatate prin actualizarea parametrilor modelului obiectului.

Obiectul e deplasat fara sa modifice forma, dimensiunea, orientarea.

b. Scalarea

Modificarea dimensiunii unui obiect se realizeaza cu ajutorul transformarii geometrice numita scalare. Fie M(xm, ym) un punct din plan considerat fix (punct pivot) si A(x, y) un punct supus scalarii. Scalarea este specificata prin doua numere reale, numite factorul de scalare pe axa Ox, respectiv factorul de scalare pe axa Oy (considerand, de fiecare data, directia pozitiva). Scalarea punctului A cu factorii sx, sy fata de punctul M inseamna scalarea vectorului MA.

Daca M coincide cu originea sistemului de coordonate atunci se obtine scalarea fata de origine: x’ = x * sx; y’ = y * sy. (aici * reprezinta operatia de inmultire a numerelor reale).

Scalarea unui poligon relativ la origine se poate realiza prin inmultirea coordonatelor fiecarui punct cu factorii de scalare corespunzatori.

b.1 Scalarea fata de origine

sx,sy – factori de scalare:

- sx sy – scalare uniforma obiectul este nedeformat

- sx sy – scalare neuniforma obiectul este deformat

b.2 Scalarea fata de un punct oarecare din plan

F(xf,yf) – punctul fata de care se face scalarea

c. Rotatia

Rotatia este definita ca modificarea dupa o traiectorie circulara a atributelor geometrice care specifica un obiect. Fie R(xr, yr) un centru de rotatie (punct fix din plan care nu va fi afectat de transformare) si α un unghi.

c.1 Rotatia fata de origine

c.2 Rotatia fata de un punct oarecare fix (xf,yf)

d. Oglindirea (Reflexia).