1. opisz krótko dowolny algorytm obcinania odcinków do prostokąta. Do czego stosuje się tego typu algorytmy.

Obcinanie – algorytm określający widoczność punktów lub prymitywów geometrycznych wewnątrz określonego obszaru 2D, zazwyczaj prostokąta.

2. Do czego służy filtrowanie tekstur w grafice 3D? Czy filtrowanie tekstur ma coś wspólnego z modelami.

Filtr pomniejszajacy oraz powiekszajacy. Filtr pomniejszajacy wykorzystywany jest w przypadku, gdy obraz przypisany do tekstury na ekranie jest mniejszy ni w rzeczywistosci. Natomiast filtr powiekszajacy wykorzystywany jest gdy obraz z tekstury na ekranie jest wiekszy ni wczytany z plikuTechnologię filtrowania, które ma za zadanie tekstury znajdujące się w głębi wyświetlać w odpowiednio niższej rozdzielczości.Najprostszym z wymienionych jest filtrowanie dwuliniowe, zwane też biliniowym (z ang.bilinear filtering). Z całą pewnością poprawia on wyświetlanie tekstur, powoduje jednak, że użytkownik widzi w pewnym miejscu horyzontu wyraźny przeskok pomiędzy teksturami wyświetlanymi w wyższej, a teksturami wyświetlanymi w niższej rozdzielczości.

Stąd też wprowadzono filtrowanie trójliniowe (z ang. trilinear filtering), które wprowadza dodatkowy poziom szczegółowości. W ten sposób stworzono znacznie płynniejsze przejście pomiędzy teksturami wyświetlanymi w różnych rozdzielczościach. O ile zwykle jest to skuteczne działanie, czasem okazuje się niewystarczające, w niektórych przypadkach użytkownik widzi przejścia pomiędzy kolejnymi poziomami szczegółowości…

…dlatego opracowano i wprowadzono filtrowanie anizotropowe. Ma ono za zadanie poprawić jakość wyświetlanych tekstur, widzianych pod dużymi kątami, znajdujące się w dużych odległościach od kamery (gdyż wtedy pojawiają się problemy przy filtrowaniu trójliniowym). Jest to więc w pewnym sensie tylko udoskonalenie filtrowania trójliniowego o algorytmy uwzględniające kierunek obserwacji użytkownika.

Dzięki odpowiedniemu filtrowaniu grafika wyświetlana chociażby w grach wydaje się ładniejsza, mniej sztuczna, bardziej gładka. Bez filtrowania, nawet najlepiej wykonany obraz 3D mógłby wiele stracić poprzez drażniące problemy z antyaliasingiem, obraz byłby postrzępiony, nierówny, nienaturalny. Zastosowanie filtrowania trójliniowego wraz z usprawnieniami filtrowania anizotropowego sprawia, że można osiągnąć bardziej realistyczne widoki.

3. Do czego służą modele oświetlenia otoczenia i rozproszenia? Czy te modele realizują oświetlenie tak samo czy się uzupełniają/ Jakie parametry są potrzebne do wyliczenia oświetlenia każdego typu?

Światło otoczenia oświetla wszystkie obiekty sceny równomiernie ze wszystkich stron. Kolory obiektów nie zależą od kąta patrzenia: I=I_a*I_k

gdzie: I_a – natężenie światła otoczenia, stałe dla wszystkich obiektów sceny;

k_a – współczynnik odbicia światła otoczenia, właściwość materiału

Rozproszone: Promienie światła rozchodzą się równomiernie we wszystkich kierunkach z jednego określonego punktu. Światło rozproszenia jest odbijane przez wszystkie obiekty. Na matowych, pozbawionych połysku powierzchniach występuje tzw. odbicie lambertowskie (rozproszone). Dla powierzchni lambertowskich jasność dla danej powierzchni uzależniona

jest od kąta Θ między kierunkiem L do źródła światła i normalną N do

powierzchni: I =I_p∗k _d∗cos Θ

gdzie: I_p – natężenie światła rozproszenia, dla danego źródła światła;

k_d – współczynnik odbicia rozproszonego, właściwość materiału

Mogą się uzupełniać, tzw. światło mieszane.

oświetla wszystkie obiekty równomiernie ze wszystkich stron TAK

zawsze ma kolor biały/szary NIE

do jego obliczenia niezbędny jest wektor normalny NIE

może mieć dowolny kolor TAK

oświetla wszystkie obiekty z punktu w którym znajduje się źródło światła NIE

służy zazwyczaj jako uzupełnienie modelu światła rozproszenia TAK

1. jak działa kontrola parzystości i do czego służy?

Określenie położenia punktu względem wielokąta:

1) Z badanego punktu należy wyprowadzić dowolną półprostą

2) Liczymy liczbę przecięć z krawędziami wielokąta:

- 0 lub parzysta – punkt leży na zewnątrz wielokąta

- nieparzysta – punkt leży wewnątrz wielokąta

daje poprawne efekty dla dowolnych wielokątów TAK

pozwala stwierdzić czy dany punkt znajduje się wewnątrz wielokąta TAK

może być wykorzystana do wypełniania czworokątów TAK

wymaga aby wielokąt był opisany w przestrzeni 2D TAK

2. Co jest potrzebne, żeby wykorzystać światło rozproszenia?

Kąt?

Promienie światła rozchodzą się równomiernie we wszystkich kierunkach z jednego określonego punktu. Światło rozproszenia jest odbijane przez wszystkie obiekty.

3. Co to jest MipMapping? Wypisać zalety.

Mipmapping (łac. mip – wiele) do teksturowania obiektów wykorzystuje nie jedną, a cały zestaw tekstur różnych rozmiarów. Zazwyczaj jest to tekstura w oryginalnych rozmiarach i jej pomniejszone wersje.Zalety stosowania tej techniki to między innymi:

● Polepszenie jakości – zmniejszenie ilości i widoczności artefaktów.

● Przyspieszenie generowania grafiki – do mniejszych wielokątów wykorzystywane są mniejsze tekstury.

może być stosowany do zmniejszania tekstur TAK

zużywa dodatkowe 100% pamięci na każda teksturę NIE

1. Algorytm przyrostowy odcinka. Wady i zalety.

Algorytm rysowania odcinka metodą przyrostową można przedstawić w następujących krokach:

1. obliczenie nachylenia odcinka m = Δy/Δx

2. zwiększanie wartości xz krokiem 1 zaczynając od lewej strony

3. obliczenie yi= m(xi– x0) + y0dla każdego xi4. wyświetlenie piksela w punkcie (xi , Round(yi))

W algorytmie występują dwa problemy:

• duża liczba działań mnożenia, dodawania i odejmowania

• błędne rysowanie odcinka dla |m|>1

3. Cieniowanie Phonga. Wady i zalety.

Cieniowanie Phonga (cieniowanie z interpolacją wektora normalnego) to technika cieniowania wielokątów, w której interpolowany jest wektor normalny do powierzchni. Dla każdego przetwarzanego piksela jest wyznaczany wektor normalny, a następnie stosuje się jakiś model oświetlenia (np. oświetlenie Phonga, Lamberta, Blinna lub inne) w celu określenia koloru piksela.

interpoluje kolor wewnątrz wielokąta na podstawie koloru wierzchołków NIE

wymaga aby oświetlenie obliczane było z dokładnością co do piksela TAK

nadaje się bardzo dobrze do cieniowania obiektów okrągłych TAK

1. Rekurencyjny algorytm wypełniania, wady i zalety.

Polega on na rekurencyjnym przeglądaniu otoczenia punktu startowego - ziarna, w czterech (lub ośmiu) kierunkach. Punkt startowy musi należeć do wnętrza wypełnianego obszaru. Rekurencyjna implementacje algorytmu, mimo całej elegancji, jest jego główną wadą (łatwo można doprowadzić do przepełnienia stosu). Drugą wadą jest rozrzutność algorytmu objawiająca się wielokrotnym badaniem koloru tego samego piksela. W niektórych przypadkach kolor pojedynczego piksela badany jest nawet pięciokrotnie

1) Znajdujemy punkt startowy wewnątrz wielokąta

2) Rysujemy linię w lewo aż do napotkania krawędzi

3) Rysujemy linię w prawo aż do napotkania krawędzi

4) Przesuwamy się wiersz niżej, skok do kroku 2

5) Gdy osiągnięto krawędź dolną, wracamy do punktu startowego

i przesuwamy się w górę

Procedura FILL ( punkt_startowy, kw , kk )

1) Zmień kolor punktu startowego na kw ;

2) Dla każdego N = 0, 2, 4, 6 wykonuj:

● Jeżeli kolor( p_N ) ≠ kw i kolor( p_N ) ≠ kk FILL ( p_N , kw , kk );

3) Koniec

3	2	1
4	P	0
5	6	7

2. Opisać algorytm Eulera. Czy ma zastosowanie we współczesnej grafice 3d?

Reguła: W-K+S=2 Uogólniona: W-K+S=2(C-T)+D

W- wierzchołki, K – Krawędzie, S – ściany, C- bryły rozdzielone, T- tunele, D - dziury

jest stosowana do sprawdzania poprawności obiektów w OpenGL TAK

jest prawdziwa dla obiektów 3D z dziurami i tunelami TAK

3. Z-buffer - opisać, wady, zalety

Bufor głębokości, Z-bufor – dodatkowy bufor o wielkości ekranu (bufora koloru), zawierający informację o współrzędnej Z każdego Piksela ekranu.

1) Z początkiem rysowania każdego obrazu (ramki animacji), Z-bufor jest zerowany, co odpowiada wartości Z dla tylnej ściany bryły widzenia, bufor obrazu (koloru) wypełniany jest kolorem tła.

2) Wielokąty są przeglądane wierszami: współrzędna Z dla piksela wielokąta porównywana jest z wartością w Z-buforze:

● Jeżeli rozpatrywany punkt nie jest dalej od obserwatora niż wartość w Z-buforze, nowa barwa i odległość zastępują stare wartości w buforze koloru i Z-buforze.

● Jeżeli punkt jest dalej, piksel nie jest rysowany i nie zmienia wartości w Z-buforze.

działa z dokładnością co do piksela TAK

jego szybkość zależy przede wszystkim od wielkości ekranu(w pikselach) TAK

wymaga rzutowania perspektywicznego TAK

albo szybkość jego zależy przede wszystkim od wielkości ekranu (w milimetrach) NIE

jest stosowany tylko w kartach graficznych serii GeForce NIE

wymaga rzutowania izometrycznego NIE

1. Głębia kolorów co to jest i wypisać ta tabelkę.

Głębia kolorów– liczba bitów na jakiej zapisywana jest informacja o kolorze.

Tryb Bitów/piksel Paleta kolorów R–G-B (bitów)

Indeksowany <= 8 <= 256 -

High Color 16 65536 5 – 6 – 5

True Color 24 16777216 8 – 8 – 8

2. Filtr statystyczny do czego używany i jak działa.

Filtry statystyczne korzystają z maski takiego samego kształtu jak filtry splotowe, nie zawierają współczynników.

● Mediana– jasność nowego piksela jest medianą (wartością środkową) jasności pikseli z obszaru objętego filtrem. Mediana eliminuje z obrazu piksele o jasności wyróżniającej się od otaczających go punktów.

● Maksimum– wybierany jest najjaśniejszy punkt. Daje efekt rozszerzenia jasnych obszarów w obrazie, wydobywa szczegóły.

● Minimum– wybierany jest najciemniejszy punkt. Daje efekt

rozszerzenia ciemnych obszarów, usuwa szumy.

3. cieniowanie co to jest jak korzystać. Opisać dwa algorytmy cieniowania w paru zdaniach.

cieniowanie – grafice komputerowej przetwarzanie obrazu polegające na naniesieniu cienia na dany obiekt

Cieniowanie Gourauda - Cieniowanie na zasadzie interpolowania jasności, polega na interpolowaniu wyliczonych wartości oświetlenia z wierzchołków wielokąta.

Cieniowanie Phonga - Cieniowanie interpoluje wektory normalne w dowolnym punkcie wielokąta na podstawie normalnych w wierzchołkach.

4. Mamy dwa odcinki L1 (0,0) (6,6) i odcinek L2 (0,0) (-2, -2) podać transformacje i ich kolejność aby z odcinka L1 otrzymać odcinek L2. Napisać zapis macierzowy.

1. rgb, cmyk

RGB: monitory, telewizory, skanery, aparaty, kamery

CMYK: drukarki, poligrafia, plotery

2. normalizacja histogramu

Wyrównanie histogramu jest jedną z metod przetwarzania obrazów. Polega na poprawianiu kontrastu analizowanego obrazu z wykorzystaniem jego histogramu. Metoda ta wpływa na powiększenie globalnego kontrastu obrazów, szczególnie gdy wykorzystywany sygnał opisujący obraz jest reprezentowany przez wartości z niewielkiego zakresu. Poprzez rozciągnięcie tych wartości na szerszy zakres, natężenia mogą być lepiej dystrybuowane na histogramie. Pozwala to zwiększyć kontrast we fragmentach o jego niskim poziomie.

4. Odcinek L1 w punktach (1,1) (5,5) odcinek w punktach L2 (0,0) (-2, -2). Przekształcić L1 w L2.

Transformacje:

-translacja (przesunięcie)

-obrót

-skalowanie (jednokładność)

O wektor:

x2 = x1 + h

y2 = y1 + v

Obrót:

x2 = x1cos(α) – y1sin(α)

y2 = x1sin(α) + y1cos(α)

Jednokładność:

x2 = x1 * k

y2 = y1 * k

Pochylenie: