Sissejuhatus InformaatikasseArvutigraafika

Konstantin Tretjakov, Dan Bogdanov

Kava• Milleks arvutigraafika?• Arvutigraafika põhiteemad• (Klassikaline) graafika programmeerimine• Mängude programmeerimine• Demoscene

Doom III

http://www.jazmedia.com.au

© Michał Kriukow

http://www.emezeta.com/articulos/3d-desktop

SynFace Project

http://water.usgs.gov/watuse/graphics/wuto.fact.3d.gif

http://www-vis.lbl.gov/Events/SC04/Incite1/

http://www.k2.dion.ne.jp/~t-kmr/LOVELOG_IMG/20041129fd1f6c1e.jpg

Domus.Cad 13

http://www.leon-arts.tk/

http://www.weaverling.org/atc/sim/

© Lance Cpl. Natasha S. Green

Milleks arvutigraafika?1. Meelelahutus2. Kunst3. Kasutajaliidesed4. Teadus5. Disain6. Simulaatorid

Mis on ArvutigraafikaArvutigraafika =

PiltInfo

Seotud alad:Pilditöötlus, signalitöötlus =

PiltInfo

Seotud alad:Või suvalised variatsioonid:

PiltInfoPilt

Pilt

GPU programmeerimine

Seotud alad:

Arvutigraafika sünteesib pilte• Piltide sünteesimisel on kaks põhilist

suunda: “Reaalsuse võltsimine” – kuidas sünteesida

pilte mis on reaalsusest täiesti eristamatud?

Arvutigraafika sünteesib pilte• Piltide sünteesimisel on kaks põhilist

suunda: “Reaalsuse võltsimine” – kuidas sünteesida

pilte mis on reaalsusest täiesti eristamatud? “Uue reaalsuse loomine” – kuidas sünteesida

pilte et nad rahuldaks mingeid funktsionaalseid voi esteetilisi kriteeriume

© 2000-2001 Nick Halper 

http://www.cs.technion.ac.il/~irit/irit_images.html

© ToonNation

Arvutigraafika põhiteemad• Modelleerimine

Kuidas esitada objekte? Kuidas neid esitusi konstrueerida?

• Näitamine (Rendering) Kuidas objekte ekraanil ilusasti näidata?

• Animatsioon Kuidas objekte liikuma panna?

Modelleerimine• Kuidas esitada objekte?

Geomeetria – objektide kuju Fotomeetria – värvus, valgus, peegeldused,

refraktsioon.• Kuidas neid esitusi konstrueerida?

Modelleerimine• Kuidas esitada objekte?

Geomeetria – objektide kuju Fotomeetria – värvus, valgus, peegeldused,

refraktsioon.• Kuidas neid esitusi konstrueerida?

Kirjeldada käsitsi Luua interaktiivselt Skaneerida sisse Programmeerida (las kasvab ise)

Cheap 3D scanner nearing the desktop10:01 06 March 2004 Exclusive from New Scientist Print Edition Will Knight

Ever fancied taking your favourite possessions with you into the virtual world? Spiral Scratch, a start-up company in Liverpool, UK, has come up with a cheap device that generates three-dimensional computer representation of any object it scans.

© Andrea Esuli, LinSys3d

Animeerimine• Kuidas esitada liikumist?

Animeerimine• Kuidas esitada liikumist?

Kaadrite järjend Trajektooride kõverad Füüsika või muude seaduste modelleerimine

• Kuidas esitusi konstrueerida? Kirjeldada käsitsi või luua interaktiivselt Skaneerida sisse (motion capture) Programmeerida (füüsika, A-life)

© Lynn B, www.agirlsworld.com

© Brian Carpenter

© Pete Reilly

Rendering• Kuidas esitada pilti?

Rastergraafika: Pilt on pikslite massiiv p[x,y].

Vektorgraafika: Pilt on lihtsatest primitiividest (jooned, ringid, jne) koosnev asi, nii esitamegi.

3D graafika• Kuidas siis modelleeritud 3D objektide kirjelduse

järgi tekitada nende pilti?

Projitseerida objekte “kaamera tasandile”

3D graafika• Kuidas siis modelleeritud 3D objektide kirjelduse

järgi tekitada nende pilti?

Simuleerida valguse kiirte läbimist

Arvutigraafika põhiteemad• Modelleerimine

• Näitamine

• Animatsioon

Graafika programmerimine...draw_monster(bad_guy1);...

my_code.cpp

Graafika programmeerimine...draw_monster(bad_guy1);...

...draw_monster_head(..);...

...draw_triangle(..);...

Graafika programmeeriminedraw_triangle(..) { compute_position_in_3d(..); is_it_visible?(); compute_lighting_and_color(..); project_to_screen(..); draw_2d_triangle(..);}

...set_pixel(..)...

Graafika programmeeriminedraw_triangle(..) { compute_position_in_3d(..); is_it_visible?(); compute_lighting_and_color(..); project_to_screen(..); draw_2d_triangle(..);}

...set_pixel(..)...

Riistvara (G

PU)

OpenGL• OpenGL on graafika API, s.t. funktsioonide

komplekt. Ta on keelest sõltumatu.• Näiteks, kolmnurk OpenGL-iga:

glBegin(GL_TRIANGLES);glVertex2f(0, 0);glVertex2f(0, 1);glVertex2f(1, 0);

glEnd();

Kõrgema taseme APIOGRE

Mängude tegemine• ... ei ole tänapäeval enamasti “graafika

programmeerimine” (mõnede erinditega)• ... aga sellest räägib teile kohe Dan

• Kas teil on selle osa kohta küsimusi? Milleks arvutigraafika Arvutigraafika põhiteemad Graafika programmeerimine 1.0