На этом шаге мы рассмотрим некоторые проблемы, относящиеся к этой области.
Любой объект, в том числе и объемный, может быть изображен различными способами. В одном случае необходимо показать внутреннюю структуру объектов, в другом - внешнюю форму объекта, в третьем - имитировать реальную действительность, в четвертом - поразить воображение зрителя чем-то неизвестным. Условно разделим способы визуализации по характеру изображений и по степени сложности соответствующих алгоритмов на такие уровни:
- Каркасная ("проволочная") модель.
- Показ поверхностей в виде многогранников с плоскими гранями или сплайнов с удалением невидимых точек.
- То же, что и для второго уровня, плюс сложное закрашивание объектов для имитации отражения света, затенения, прозрачности, использование текстур.
На рисунках 1 - 4 изображены различные способы показа трехмерных объектов в порядке усложнения используемых алгоритмов.
Рис.1. Каркасная модель
Рис.2. Удаление невидимых точек
Рис.3. Закрашивание граней с учетом освещения
Рис.4. Имитация гладких поверхностей закрашиванием
Простейшая каркасная модель часто применяется в процессе редактировани объемных объектов. Визуализация второго уровня используется для упрощенного показа объемных объектов. Например, для графиков функций z = f(x,y) (в виде рельефа поверхности) часто достаточно показать все грани сетки одним цветом, но зато необходимо обязательно удалить невидимые точки. Это более сложная процедура по сравнению с выводом каркасного изображения.
Сложность процесса графического вывода возрастает по мере приближения к некоторому идеалу для компьютерной графики - создания полной иллюзш естественных, живых, реалистичных изображений. Усилия многих ученых и инженеров во всем мире направлены на разработку методов и средств достижения этой цели. В этом плане наиболее полно ощущается связь компьютерной графики с естественными науками, с дисциплинами, посвященными изучению окружающего нас мира. Например, для создания реалистичных изображений необходимо учитывать законы оптики, описывающие свет и тень, отражение и преломление. Компьютерная графика находится на стыке многих дисциплин и разделов науки.
На следующем шаге мы рассмотрим каркасную визуализацию.
