Cтраница 2
Применение машинной графики позволяет спрогнозировать облик и для наземного наблюдателя, и для обзора с крыши, из окна, с самолета, с соседних зданий. Можно достаточно простыми средствами изменять окраску стен и другие их оптические свойства. Возможности компьютерного синтеза изображений позволяют имитировать современные строительные материалы и моделировать, например, сплошное покрытие поверхности матированными стеклами. В таком случае корректный облик сооружения с зеркальным отражением окружающей застройки может быть построен только с помощью метода трассирования лучей. [16]
Алгоритм синтеза изображений требует конкретного описания правил изображения некоторых стандартных примитивов. В § 3.4.1 - 3.4.4 подробно рассмотрены правила обработки примитивов на основе плоских многоугольников, многогранников, поверхностей второго порядка, бикубических поверхностей. Напомним, что поверхности типа экструзий образуются вращением некоторой ломаной линии вокруг заданной оси или с помощью параллельного переноса ломаной вдоль некоторой прямой. В первом случае поверхность представляют в виде усеченных конусов, соприкасающихся торцами, а во втором - в виде смежно расположенных многоугольников. В этом изложении примитивы такого вида специально не рассматриваются, так как могут быть составлены из независимых комбинационных частей. В [95, 74] также могут быть найдены конкретные правила изображения основных примитивов методом трассирования лучей. [17]
В трехмерной машинной графике реалистичных изображений ведущую роль занимает метод трассирования лучей, в основе которого лежит воспроизведение в математической форме хода лучей в реальных устройствах формирования изображений. Этот метод преимущественно рассматривается и в данной книге. Другим методам уделяется сравнительно небольшое внимание. Метод трассирования лучей иногда в литературе называют силовым. Это справедливо лишь в том, что при использовании этого метода можно не искать какие-либо специфические пути синтеза изображений, приспосабливаться к специфике конкретного сюжета. Задача синтеза будет решена, но, возможно, некоторый объем вычислений будет избыточным. Отметим, однако, что если синтезируется реалистичное изображение, то избыточные затраты бывают весьма небольшими. Они велики лишь тогда, когда синтезируется условно-объемное, стилизованное изображение. Наряду с этим метод обратного трассирования лучей имеет несомненные достоинства: универсальность, простота его физической трактовки и, что весьма важно, - возможность распараллеливания вычислений. Это практически позволяет проводить синтез для каждой точки изображения независимо от других. [18]