Giáo trình kỹ thuật đồ họa - Chương 2

Mục tiêu Học xong chương này, sinh viên phải nắm bắt được các vấn đề sau: - Hiểu được khái niệm về không gian màu RGB,CMY, HSV. - Thiết kế và cài đặt được các giải thuật tô màu. • Kiến thức cơ bản cần thiết Kiến thức tin học : lập trình cấu trúc dữ liệu, cách lưu trữ và xây dựng mãng dữ liệu chứa các giao điểm của đường thẳng và đa giác. Kỹ năng lập trình đệ qui, tạo stack khử đệ qui. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình kỹ thuật đồ họa - Chương 2 Chương 2: Các thuật toán tô màu Chương 2 : CÁC THUẬT TOÁN TÔ MÀU 2.1. Tổng quan • Mục tiêu Học xong chương này, sinh viên phải nắm bắt được các vấn đề sau: - Hiểu được khái niệm về không gian màu RGB,CMY, HSV. - Thiết kế và cài đặt được các giải thuật tô màu. • Kiến thức cơ bản cần thiết Kiến thức tin học : lập trình cấu trúc dữ liệu, cách lưu trữ và xây dựng mãng dữ liệu chứa các giao điểm của đường thẳng và đa giác. Kỹ năng lập trình đệ qui, tạo stack khử đệ qui. • Tài liệu tham khảo Computer Graphics . Donald Hearn, M. Pauline Baker. Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey , 1986 ( chapters 4, 78-103) • Nội dung cốt lõi - Trình bày các không gian màu RGB, CMY, HSV - Giới thiệu các thuật toán tô màu bao gồm : tô đơn giản, tô theo đường biên và tô scan-line2.2. Các không gian màu 2.2.1. Không gian màu RGB (Red - Green - Blue) Không gian màu RGB mô tả màu sắc bằng 3 thành phần chính là Red - Greenvà Blue. Không gian này được xem như một khối lập phương 3 chiều với màu red làtrục x, màu Green là truc y, và màu Blue là trục z. Mỗi màu trong không gian nàyđược xác định bởi 3 thành phần R, G, B. Ứng với các tổ hợp khác nhau của 3 màu nàysẽ cho ta một màu mới (xem hình 2.1). Trang 31 Chương 2: Các thuật toán tô màu (0,1,0) Green Yellow (1,1,0) Cyan (1,1,1) White (0,1,1) 0 Red (1,0,0) x Black Magenta Blue (1,0,1) (0,0,1) z Hình 2.1 : Không gian màu RGB.Nhận xét : Trong hình lập phương trên (xem hình 2.1), mỗi màu gốc (R,G,B) có các gốcđối diện là các màu bù với nó. Hai màu được gọi là bù nhau khi kết hợp hai màu nàylại với nhau ra màu trắng. Ví dụ : Green - Magenta, Red - Cyan, Blue - Yellow. 2.2.2. Không gian màu CMY (Cyan - Magenta - Yellow)Tương tự như không gian màu RGB nhưng 3 thành phần chính là Cyan - Magenta -Yellow. Do đó, tọa độ các màu trong không gian CMY trái ngược với không gianRGB. Ví dụ : màu White có các thành phần là (0,0,0), màu Black (1,1,1), màu Cyan(1,0,0),.... 2.2.3. Không gian màu HSV ( Hue - Saturation - Value ) Thực chất của không gian này là sự biến đổi của không gian RGB. Không gianHSV được mô tả bằng lệnh lập phương RGB quay trên đỉnh Black. H (Hue) là gócquay trục V (value) qua 2 đỉnh Black và White ( xem hình 2.2).Các gía trị biến thiên của H, S, V như sau :H (Hue) chỉ sắc thái có giá trị từ 00 - 3600 .S (Saturation) chỉ độ bảo hoà.V (Value) có giá trị từ 0 - 1. Các màu đạt giá trị bảo hòa khi s = 1 và v = 1. Trang 32 Chương 2: Các thuật toán tô màu V=1 Green Yellow H Cyan While S Red Blue Magenta RGB HSV (00,1,1) Red (1,0,0) (600,1,1) Yellow (1,1,0) Black Hình 2.2 : Không gian màu HSV.2.3. Các thuật toán tô màu Tô màu một vùng là thay đổi màu sắc của các điểm vẽ nằm trong vùng cần tô.Một vùng tô thường đựơc xác định bởi một đường khép kín nào đó gọi là đường biên.Dạng đường biên đơn giản thường gặp là đa giác. Việc tô màu thường chia làm 2 công đoạn : . Xác định vị trí các điểm cần tô màu. . Quyết định tô các điểm trên bằng màu nào. Cô ...