Bài giảng Đồ họa máy tính - Bùi Thế Duy

10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 1 Đồ họa máy tính (Computer Graphics) Giới thiệu 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 2 Giới thiệu môn học z Giảng viên: TS. Bùi Thế Duy – Bộ môn KHMT, phòng 306, E3 z Email: duybt@vnu.edu.vn z Giờ học: Sáng thứ 2: tiết 3-tiết 6. z Website môn học: Chọn môn: Đồ họa máy tính 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 3 Mục tiêu môn học Kết thúc thành công môn học, sinh viên sẽ: – hiểu các nguyên lý cơ bản của đồ họa máy tính hiện đại – hiểu kiến thức hình học bên dưới các mô hình 3 chiều – hiểu vấn đề hiệu năng khi vẽ các mô hình 3D – có thể xây dựng một chương trình hiển thị một cảnh 3 chiều sử dụng OpenGL và C/C++ – có thể làm hoạt hình các mô hình 3D và áp dụng ánh sách và texture để tăng tính hiện thực 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 4 Nội dung khóa học Không phải là! z Các chương trình vẽ (Adobe Photoshop) z Các chương trình thiết kế hỗ trợ bởi máy tính (AutoCAD) z Các chương trình tạo mô hình (3D Studio MAX) z Các chương trình tạo hoạt ảnh (Digimation) 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 5 Nội dung khóa học (…) – Lập trình và các thuật toán đồ họa – Các cấu trúc dữ liệu đồ họa – Màu sắc và thị giác con người – Các cấu trúc hình học, mô hình hóa và kết xuất đồ họa (rendering) 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 6 Đồ họa máy tính phục vụ cho tạo hoạt ảnh (phim ảnh) Động lực phát triển chủ yếu 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 7 ĐHMT rất quan trọng với trò chơi điện tử 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 8 Ảnh y tế là một động lực phát triển khác Nguồn hỗ trợ tài chính dồi dào Thúc đẩy mối liên hệ giữa đồ họa và video, dữ liệu quét … 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 9 Với thiết kế hỗ trợ bởi máy tính (CAD) 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 10 Mô phỏng khoa học Để nhìn được những vật thể ở tầm vi mô và vĩ mô 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 11 Các khái niệm ĐHMT z Điểm ảnh (Pixel) – Đơn vị cơ bản xây dựng nên một bức ảnh trên màn hình máy tính – viết tắt của “picture element” – thành phần ảnh z Mành – Đưa ra từ khái niệm mành trong các hệ thống TV – là một hàng các điểm ảnh – Thường được biết đến là đường quét (scanline) – Ảnh hưởng nhiều đến các thuật toán – yêu cầu giảm bộ nhớ, song song hóa, .... 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 12 Quét mành đan xen (Raster interlaced scanning) 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 13 Các khái niệm ĐHMT (…) z Điểm (Point) – Một vị trí trong không gian, 2D hoặc 3D z Đoạn thẳng – Nối hai điểm – Có mật độ không đổi – Bắt đầu và kết thúc tại điểm 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 14 Các khái niệm ĐHMT (…) z Đỉnh (Vertex) – Đỉnh của đa giác z Cạnh (Edge) – Nối 2 đỉnh z Mặt (Polygon/Face/Facet) – Một đa giác bất kỳ – Đơn vị cơ bản của ĐHMT 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 15 Các ống tiến trình đồ họa (Graphics Pipelines) z Các tiến trình đồ họa thường được thực hiện tuần tự z Mô hình ‘ống tiến trình’ điển hình z Có hai ống tiến trình đồ họa – Ống tiến trình 3D hay ống tiến trình hình khối – Ống tiến trình 2D hay ống tiến trình ảnh 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 16 Ống tiến trình hình khối Hoạt ảnh/Tương tác: thời gian Mô hình hóa: Các hình khối Tạo bóng: phản quang và ánh sáng Các phép biến đổi: khung nhìn Loại bỏ mặt ẩn Ống tiến trình ảnh 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 17 Ống tiến trình ảnh Mành hóa và lấy mẫu Phủ chất liệu Tạo ảnh Lượng tử hóa cường độ và màu sắc Ống tiến trình Bộ đệm khung/Thể hiện hình khối 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 18 Một ví dụ về ống tiến trình… Một cảnh vật cần thể hiện: Ảnh thuộc về Picture Inc. 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 19 Mô hình khung lưới – Chiếu trực giao 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 20 Chiếu phối cảnh 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 21 Xét đến độ sâu 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 22 Loại bỏ đường ẩn – thêm màu sắc 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 23 Tạo bóng bất biến 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 24 Tạo bóng phẳng 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 25 Tạo bóng Gouraud, không có điểm phản chiếu 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 26 Có điểm phản chiếu 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 27 Tạo bóng Phong 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 28 Phủ chất liệu (Texture mapping) 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 29 Phủ chất liệu 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 30 Phản quang, bóng & Bump mapping 10/22/2007Bùi Thế Duy - Bộ môn KHMT 31 Tóm tắt z Khóa học về các thuật toán, cách lập trình đồ họa máy tính chứ không phải về việc sử dụng các ứng dụng z Một số khái niệm ĐHMT z Các bước trong ĐHMT được thực hiện theo cách tiếp cận “ống tiến trình”