Tasvirni qayta ishlash tartibi. Ikki (2D) uch (3D) grafika algoritimlari

Tasvirni qayta ishlash tartibi. Ikki (2D) uch (3D) grafika algoritimlari

Tasvirni qayta ishlashning mohiyati - asl sahna tasvirini uning ob'ektlarini tanib olish muammosini hal qilishga imkon beradigan shaklga keltirish.

STZda tasvirni qayta ishlashning yakuniy maqsadi - sahna ob'ektlarini tanishga tayyorlash, ya'ni. ularning tasvirlarini ba'zi oldindan belgilangan sinflarga tayinlash. Ma'lumotni o'zgartirish protseduralarining xilma -xilligiga qaramay, STZ odatda uchta asosiy ishlov berish bosqichini ajratadi:

1) tasvirni qayta ishlash;

2) segmentatsiya;

3) tavsif.

Oldindan ishlov berish, o'z navbatida, ikkita asosiy bosqichdan iborat: tasvirni shakllantirish va uni kodlash (siqish). Bosqichlar ketma -ketligi qat'iy emas va aniq vazifaga bog'liq.

Rasmni oldindan qayta ishlash

STZda tasvirni qayta ishlashning barcha usullari fazoviy va chastotali bo'linadi. Kosmik usullar - bu tasvir piksellarida to'g'ridan -to'g'ri ishlaydigan protseduralar. Yorqinlik tasvirning o'ziga xos xususiyati sifatida ishlatiladi. Y (x, y). Chastotali usullar tasvirni Furye konvertatsiyasi yordamida murakkab tekislikka aylanishi bilan bog'liq.

Oldindan ishlov berish tartib -qoidalarini ko'rib chiqayotganda, biz faqat fazoviy usullar bilan cheklanamiz va asl tasvir kul rangga aylanadi.

Oldindan ishlov berishning birinchi bosqichi tasvirni shakllantirish. Tasvirni shakllantirish - bu video protsessor xotirasida joylashgan alohida elementlar majmuasi ko'rinishidagi tasvirni to'g'ridan -to'g'ri olish tartibi - matritsa yoki konturni tashkil etuvchi piksellar.

STZda tasvirni shakllantirish bosqichida yorug'likni sozlash orqali yorqinlik chegarasi tanlanadi va tasvir filtrlanadi.

Filtrlash tasvirni qayta ishlash eng ko'p vaqt talab qiladigan va murakkab bosqichdir. Umuman olganda, filtrlash quyidagi asosiy vazifalarni hal qiladi:

· Yumshatish ("qor" kabi yuqori chastotali shovqinlarni bostirish);

· Kontrastni kuchaytirish;

· Konturni tanlash.

Silliqlash tartibi yorqinlik chegarasi tanlanganidan so'ng darhol amalga oshiriladi. Uning ma'nosi, ma'lum bir qoidaga ko'ra, yorug'lik funktsiyasining qiymatlarini o'rtacha hisoblashda yotadi Y (X, y) tasvirning tahlil qilingan bo'lagi ichida.

Past chastotali filtr yuqori chastotali qor aralashuvini bartaraf etish uchun ishlatiladi. Kamchilik past o'tkazgichli filtrlash bu tasvir kontrastining yomonlashuvi.

Segmentatsiya

Oldindan ishlov berish natijasida tasvirda ob'ektlarning bir yoki bir nechta kontur tasvirlari mavjud. Ushbu konturlarni ajratish va ularni ma'lum ob'ektlar bilan bog'lash tartibi deyiladi segmentatsiya.

Agar rasmda bir nechta ob'ektlar borligi apriori ma'lum bo'lsa, segmentatsiya jarayoni tasvirni kodlash bosqichidan oldin kontur tanlanganidan keyin amalga oshiriladi.

Segmentatsiya algoritmlari, qoida tariqasida, konturda uzilishlar va maydonlarning o'xshashligini izlashga asoslangan. Birinchi holda, kontur topiladi va uning dasturlashtirilgan o'tishi belgilangan qoidaga muvofiq amalga oshiriladi. Agar yo'l yopiq bo'lsa, u ob'ektga tegishli deb hisoblanadi. Ikkinchi holda, tasvir maydonlari aniqlanadi umumiy xususiyatlar(masalan, piksellarning bir xil yorqinligi). Bunday joylar topilganda, ular fonga yoki ob'ektga tayinlanadi.

Rasmni kodlash

Kulrang o'lchovli tasvirlarni fazoviy usullar bilan qayta ishlash tizimlari uchun ikkita asosiy kodlash usuli ajratiladi:

· Haqiqiy tasvirni seriyalar uzunliklari kodlari usuli bilan kodlash;

· Freym zanjir kodi bilan tasvir konturini kodlash.

Ikkala holatda ham, kodlashda tasvirni tavsiflovchi ma'lumotlar miqdori sezilarli darajada kamayadi. Kodlash samaradorligi tasvirning siqilish nisbati bilan belgilanadi.

Kodlar usuli bilan kodlashning mohiyati seriyalar uzunligi, RLE algoritmi yordamida amalga oshirilgan - tasvirni skanerlash chizig'ining bir xil segmentlari bilan ifodalash, bu erda piksellarning yorqinligi va ranglari bir xil. Bundan tashqari, har bir seriya mos keladigan qiymat va seriyaning uzunligi (piksellar soni) bilan tavsiflanadi.

Rasm konturini to'g'ridan -to'g'ri kodlash uchun ko'pincha zanjir ishlatiladi Freeman kodi(6.22 -rasm, b). Bu holda, ob'ektning konturi, ma'lum bir nuqtadan boshlab, 45 ga ko'p bo'lgan modulning egilish burchagi bilan diskret qiymatlarni oluvchi vektorlar ketma -ketligi bilan belgilanadi. Modulning qiymati 2 ga teng. agar vektorning burchagi 45, vertikal yoki gorizontal bo'lsa 1. Egri chiziqning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'tishda vektor yo'nalishi o'zgarishi modellashtirilgan egri chiziqning o'zgarishini ko'rsatadi.

Rasm tavsifi

Ostida tavsif ob'ektning xarakterli parametrlarining ta'rifi tushuniladi - belgilar(kamsituvchilar) uni sahnani tashkil etuvchilar orasidan ajratish uchun zarur.

Jismoniy mohiyatiga ko'ra, belgilar global va mahalliy bo'linadi. Global xususiyat tasvirlar - bu ob'ektning har qanday tasviri uchun hisoblanadigan xususiyat.

Mahalliy belgilar kamroq ishlatiladi; ular butun tasvirni emas, balki uning bir qismini tavsiflaydi. Bunga ikkita kontur chizig'i orasidagi burchak, ob'ekt tasviridagi teshiklarning soni va parametrlari va boshqalar kiradi.

Rasmni aniqlash

Tan olish ob'ektning ma'lum tasvirining xususiyatlari majmui asosida uning ma'lum sinfga mansubligi aniqlanadigan jarayon deyiladi.

Кompyuter grafikasi. 2 va 3 o’lchovli grafikasining algoritim asoslari.

Кompyuter grafikasi o’zoq yillar davomida vujudga kelib, 1960 yillarda ham to’laqonli grafik tizimlar mavjud bo’lgan. Hozirgi kunda kompyuter grafikasi (КG) va kompyuter animasiyasi (КA) atamalaridan foydalaniladi. Кopyuter grafikasi tushunchasi statik tasvirlar bilan ishlashning barcha ko’rinishlari o’z ichiga olsa kompyuter animasiyasi dinamik o’zgaruvchi tasvirlar bilan ishlaydi.

Кompyuter grafikasi turlari.

To’zilishiga ko’ra tasvirlar rastrli yoki vektorli bo’lishi mumkin. Masalan tasvir xosil qilishda skaner uni ko’pgina mayda elementlar (piksellar)ga bo’lib chiqadi va ulardan rastrli surat xosil qiladi.

Piksel – bu rastrli tasvirning eng kichik elementi bo’lib, uning rangi kompyuter xotirasiga bitlarning ma’lum bir miqdori vositasida kiritiladi. Masalan 800x600 suratda bu sonlar gorizontal bo’yicha (800) va vertikal bo’yicha (600) piksellar sonini belgilaydi. Piksellar soni qanchalik ko’p bo’lsa tasvirning ekrandagi va qoq’ozda chop etilgandagi sifati (razreshenie) yuqori bo’ladi.

Vektorli grafikada tasvirlar matematik egri chiziqlarni rangi va bo’yalish rangini ko’rsatish orqali xosil qilinadi. Masalan oq fondagi qizil ellips bor yo’q’i ikki formula – to’q’ri to’rtburchak va ellipsning ranglari, o’lchamlari va joylashuvini aniqlovchi formulalari orqali tasvirlanadi. Demak, bunday tasvirlash kompyuter xotirasida rastrli rasmdan ko’ra kamroq joy egallaydi.

Vektorli tasvirlarning yana bir afzalligi – ularning sifatini yo’qotmagan xolda kattalashtirish yoki kichiklashtirish imkoniyatidir. Ob’ektlarni masshtablash matematik formulalardagi mos koeffisientlarni kattalashtirish yoki kichiklashtirish orqali amalga oshiriladi.

Shunday qilib rastrli yoki vektorli formatni tanlash tasvir bilan ishlash maqsad va vazifalaridan kelib chiqqan xolda amalga oshiriladi. Rangni o’zatishning fotografik aniqligi talab etilgshanida rastrli formatdan foydalanish lozim. Logotip, sxemalar va chizmalarni tasvirlashda vektorli formatdan foydalanish maqsadga muvofiq. Shuni ta’kidlash lozimki, rastrli va vektorli tasvirlashda (matn ham) grafika ekranga yoki chop etish qurilmasiga nuqtalar jamlanmasi sifatida o’zatiladi.
Кompyuter grafikasi bilan ishlovchi dastur sinflari.

Xozirgi ko’nga kelib kompyuter grafikasi va animasiyasi vositalari kirib bormagan soxani topish qiyin.

Кompyuter grafikasi va animasiyasi vositalarini qo’llanish soxasiga ko’ra quyidagi guruxlarga ajratish mumkin:

poligrafiya ishlari uchun mo’’ljallangan kompyuter grafikasi dasturlari;

ikki o’lchamli rang tasvir kompyuter grafikasi;

taqdimot ishlari uchun mo’’ljallangan dasturlar;

ikki o’lchamli animasiya dasturlari;

uch o’lchamli animasiya dasturlari;

ikki o’lchamli animasiya dasturlari;

ikki o’lchamli va uch o’lchamli animasiya dasturlari;

videotasvirlarni qayta ishlovchi komplekslar;

ilmiy vizuallashtirish ishlarini bajaruvchi dasturlar.