Bài giảng Kỹ thuật đồ họa: Phần 2

Nối tiếp phần 1, "Bài giảng Kỹ thuật đồ họa: Phần 2" tiếp tục trình bày những nội dung về màu sắc trong đồ họa; đường cong và mặt cong trong 3D; điểm biểu diễn đường cong (curve represents points); mô hình bề mặt (surface) và các phương pháp xây dựng; ánh sáng; các kỹ thuật chiếu sáng trong đồ họa máy tính; giới thiệu về OpenGL; unity engine; tạo các đối tượng game;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật đồ họa: Phần 2 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG -------------------- KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI GIẢNG KỸ THUẬT ĐỒ HỌA TRỊNH VÂN ANH HàNội 2016 Chƣơng 6: Màu sắc trong đồ hoạ CHƢƠNG 6: MÀU SẮC TRONG ĐỒ HOẠ 6.1. ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC (light and color) 6.1.1. Quan niệm về ánh sáng  Ánh sáng đem đến sự sống cho con ngƣời  Ánh sáng đem đến màu sắc cho con ngƣời Màu sắc là cảm giác mà nó xảy ra khi có năng lƣợng của ánh sáng, xuất hiện trên võng mạc và nhận biết đƣợc nhờ não.  Hạnh phúc của con ngƣời là cảm nhận đƣợc màu sắc  Nguyên tắc của ánh sáng dựa trên hai góc độ o Vật lý - physics o Sinh lý - physiology 6.1.2. Yếu tố vật lý Ánh sáng phụ thuộc vào mức năng lƣợng đƣợc truyền hay bƣớc sóng của ánh sáng. Ánh sáng trắng hay dải sóng mà mắt ngƣời có thể cảm nhận đƣợc, sau khi phân tích qua lăng kính thành các phổ màu: tím, chàm, lam, lục, vàng, da cam, đỏ….Ánh sáng là sóng điện từ có bƣớc sóng  đi từ 400nm – 700nm. Hình 6.1 Tần số, màu sắc và bƣớc sóng của ánh sáng nhìn thấy Tổng năng lƣợng đặc trƣng cho từng loại bƣớc sóng đƣợc biểu diễn bằng hàm phân bổ năng lƣợng phổ P(). Hình 6.2 Đồ thị phân bố ba màu 85 Chƣơng 6: Màu sắc trong đồ hoạ Nguyên lý pha màu với các sắc màu cơ bản là đỏ, lục, lam (Red, Green, Blue). Theo nguyên lý ba màu này, một màu bất kỳ đều có thể đƣợc tạo ra từ ba màu cơ bản. Frequency (Hz) 3 6 9 1 2 1 4 1 5 1 8 2 2 10 10 10 10 10 10 10 10 Radio Frequency Microwaves Infrared X-Rays -Rays Ultraviolet Visible Spectrum Hình 6.3 Vùng ánh sáng thấy đƣợc Phổ của ánh sáng (Spectrum)  Ánh sáng xuất phát từ nguồn sáng đƣợc xác định bởi phổ I() của nó - spectrum, phổ I() này đƣợc đo bởi năng lƣợng của ánh sáng với bƣớc sóng cho trƣớc đi qua một đơn vị diện tích trong một khoảng thời gian.  Thuật ngữ khác phổ công suất - power spectrum, với đơn vị là watts/m2.  Phổ công suất đƣợc dùng để đo cƣờng độ phát sáng của nguồn - emission intensity  Hay còn gọi cƣờng độ truyền dẫn - transmission intensity của ánh sáng theo luồng trong không gian, hay cƣờng độ phát sáng- illumination intensity của ánh sáng đập lên bề mặt. Màu sắc  Isaac Newton - ánh sáng trắng đi qua thấu kính thuỷ tinh sẽ phát tán ra thành phổ các màu cầu vồng  Ngƣợc lại, thấu kính có thể kết hợp các phổ ánh sáng để tạo thành ánh sáng trắng.  Chùm sáng khi phân tách thành phổ màu có liên quan đến phổ năng lƣợng I().  Phổ điện từ đó có bƣớc sóng từ 350 tới 780 nm và màu đƣợc đặc trƣng bởi c() c( ) 350 780  Hình 6.4 Phổ điện từ của ánh sáng 86 Chƣơng 6: Màu sắc trong đồ hoạ 6.1.3. Cảm nhận màu sắc của con ngƣời (Physiology - Sinh lý - Human Vision) Hai mắt chỉ là những bộ phận thu hình giống nhƣ chiếc máy ảnh, còn não mới phân tích, tổng hợp, kết hợp những thông tin của hàng triệu tế bào cảm quang gửi về để tạo nên cảm nhận hình ảnh. Chính ở não mới tái hiện rõ rệt các hình thái, sắc màu mà hai mắt đã ghi nhận đƣợc. Phải chăng vì vậy, nhiều lúc con ngƣời chỉ “trông” mà không “nhìn” thấy. Nói cách khác, mắt “trông” và não “nhìn”. Cấu tạo hệ quan sát của con ngƣời gồm 2 loại tế bào cảm thụ - sensors  Rods (tế bào que): nhạy cảm với cƣờng độ ánh sáng thấp hay trong bóng tối  Cones - tế bào hình nón  125 triệu tế bào que và 6 triệu tế bào nón Nhạy cảm với ánh sáng màu sắc Chia làm 3 loại nón - cone Ba loại sẽ có ba giá trị gọi là tristimulus values cảm nhận tương ứng trên 3 màu cơ bản và gửi đến não những tín hiệu tạo ra cảm nhận về màu sắc S-M-L. Ðể đạt đƣợc một sự cảm nhận về một màu bất kỳ ta phải xác định giá trị của 3 đại lƣợng này Hình 6.5 Cấu tạo mắt con ngƣời Hình 6.6 Con ngƣời cảm nhận màu sắc Ba loại tế bào nón sẽ có độ nhạy cảm với 3 màu và các bƣớc sóng khác nhau nhƣ:  L or R, hầu nhƣ nhạy cảm với ánh sáng đỏ (610 nm)  M or G, nhạy cảm với ánh sáng lục (560 nm)  S or B, nhạy cảm với ánh lam (430 nm)  Vậy ta có ngƣời bị mù màu chẳng qua là mất tế bào nón S:M:L tỷ lệ = 1:20:40  từ đó ta thấy con ngƣời nhạy cảm với màu đỏ hơn là màu xanh lam. 87 Chƣơng 6: Màu sắc trong đồ hoạ  Nó không chỉ đơn giản là RGB cộng với ánh sáng  Kết hợp tế bào que và nón mang lại cảm nhận cả màu sắc và ánh sáng  Tế bào đáp ứng thay đổi với cƣờng độ: ...