Giáo trình Đồ họa Máy tính - TS. Nguyễn Đức Cường

Tài liệu gồm các chương: Chương 1 –Giới thiệu; Chương 2 –Một số khái niệm cơ bản; Chương 3 –Vector trong đồ họa; Chương 4 –Các giải thuật trong đồ họa 2 chiều; Chương 5 –Các kỹ thuật vẽ đệ qui và hoa văn; Chương 6 –Giới thiệu đồ họa 3 chiều; Chương 7 –Các giải thuật trên đồ họa 3 chiều; Chương 8 –Các phép biến đổi hình; Chương 9 –Các giải thuật nâng cao. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Đồ họa Máy tính - TS. Nguyễn Đức Cường Đồ họa Máy tính Giảng viên: TS. Nguyễn Đức Cường KS. Nguyễn Thanh Tùng Tài liệu tham khảo • Tập slides • Sách: – Computer Graphics, F. S. Hill, Macmillan Publishing Company, 1990. – Fundamentals of Computer Graphics, P. Shirley, A K Peters, Natick, Massachusetts, 2002. • Thực tập 5 buổi • Tỉ lệ điểm: kiểm tra giữa 30%, cuối kỳ 70% Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 2 Chương trình Tuần 1 Chương 1 Tuần 9 Lab 3 Tuần 2 Chương 2 Tuần 10 Chương 6 Tuần 3 Lab 1 Tuần 11 Chương 7 Tuần 4 Chương 3 Tuần 12 Lab 4 Tuần 5 Chương 4 Tuần 13 Chương 8 Tuần 6 Lab 2 Tuần 14 Chương 9 + ôn tập Tuần 7 Chương 5 Tuần 15 Lab 5 Tuần 8 Kiểm tra Thi cuối kỳ Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 3 Nội dung Chương 1 – Giới thiệu Chương 2 – Một số khái niệm cơ bản Chương 3 – Vector trong đồ họa Chương 4 – Các giải thuật trong đồ họa 2 chiều Chương 5 – Các kỹ thuật vẽ đệ qui và hoa văn Chương 6 – Giới thiệu đồ họa 3 chiều Chương 7 – Các giải thuật trên đồ họa 3 chiều Chương 8 – Các phép biến đổi hình Chương 9 – Các giải thuật nâng cao Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 4 Chương 1 – Giới thiệu Đồ họa máy tính (ĐHMT) là gì? • ĐHMT cung cấp tập các công cụ để xây dựng hình ảnh và tương tác với chúng. • Bao gồm cả phần cứng và phần mềm • Cho phép người lập trình thể hiện sinh động và hình tượng các dữ liệu Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 6 Phần cứng đồ họa • Card đồ họa: – Cầu nối giao tiếp giữa bản mạch chủ và thiết bị hiển thị – Bao gồm bộ nhớ đệm cho 1 khung hiển thị (frame buffer) • Thiết bị hiển thị: – Màn hình (monitor) – Plotter • Thiết bị nhập: – Head, glove, positioning devices – Camera Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 7 Kiến trúc của 1 hệ thống đồ họa raster đơn giản • Các thông tin cần hiển thị sẽ được ghi lên bộ nhớ đệm của graphic card • Monitor cập nhật thông tin hiển thị theo 1 chu kỳ thời gian (tần số quét) System CPU memory I/O devices System bus Display processor Display processo Frame Video r Monitor buffer controller memory I/O devices Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 8 Ví dụ của cơ chế hiển thị • Frame buffer với 1 bit cho mỗi điểm ảnh (pixel) trên màn hình hiển thị 0 1 1 0 System bus 0 0 1 0 Video controller 0 0 1 0 0 0 1 0 Maøn hình Frame buffer • Số bit cho mỗi điểm ảnh: 8, 16, 24, 32 Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 9 Card đồ họa • Card đồ họa rời – Có bộ xử lý (Graphic Processing Unit – GPU) và bộ nhớ riêng biệt – Kiến trúc và bus khác với mạch chủ – Truy xuất bộ đệm cần có cơ chế đồng bộ với bus của mạch chủ – Có thể truy xuất bởi DMA và tăng tốc bởi kỹ thuật AGP nên hiệu quả hơn • Card trên bản mạch chủ (onboard graphics card) – Sử dụng một phần bộ nhớ chính làm bộ đệm – Hiệu quả thấp Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 10 Giao tiếp giữa hệ điều hành với card đồ họa • Device driver: một tập các routines để liên lạc và điều khiển phần cứng • Mục đích: – Giảm việc phụ thuộc và tăng tính độc lập với thiết bị • Tạo API thống nhất cho việc giao tiếp với các loại thiết bị khác nhau • Bao bọc phần làm việc với phần cứng, che bớt chi tiết Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 11 Màn hình đồ họa • CRT (Cathode-Ray Tube) • LCD (Liquid Crystal Display) Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 12 CRT • Màn hình dùng đèn • Giá thành rẻ caùc cuoän daây ñieàu khieån höôùng ngang vaø ñöùng suùng electron connector tia electron pins caùc taám hoäi tuï lôùp phuû phosphor Ñieàu khieån cöôøng ñoä (soá electron) cuûa tia electron Ñieàu khieån vò trí tia electron chaïm lôùp phuû phosphor Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 13 Cách hoạt động của CRT • Điều khiển cường độ của tia eletron 3 suùng electron shadow mask B G R caëp ba caùc chaám phosphor R G B maøn hình R: red vaøng: R + B G: green traéng: R + G + B B: blue Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 14 LCD • Màn hình tinh thể lỏng • Ngày càng thông dụng tuy giá thành còn cao • Cấu trúc và cơ chế hoạt động của màn hình LCD Đồ họa MT - Ch01 Khoa CNTT - ĐH BK Tp.HCM 15 ...