计算机图形及图像 第一章 第三节 成像模型.pdfVIP

计算机图形与图像 计算机学院黄章进 zhuang@ustc.edu.cn 第一章第三节 成像模型 2 主要内容 • 成像系统 • 物理成像系统 – 人类视觉系统 – 针孔照相机 • 虚拟照相机系统 – 成像模型 – 全局和局部光照 3 物理图像 图片 • 二维格式 • 物理成像系统 – 照相机 – 显微镜 – 望远镜 – 人类视觉系统 4 计算机图像 • 在计算机图形学中， 图像的生成过程完 全类似于照相机和 人类视觉等物理成 像系统 • 来源可以是不存在 的 5 对象(Object) • 物理成像系统：照相机等 – 三维世界：人物、风景等 • 计算机图形学 – 虚拟/人造对象：通过点、线和多边形等几何图 元来构造对象 6 对象 • 顶点(vertex)：空间中的位置 – OpenGL：glVertex() • OpenGL等图形系统用顶点的集合来定义或逼近 对象 – 直线：两个端点 – 多边形：有序的顶点列表 – 球面：球心和球面上一点 • AutoCAD等系统提供图形化界面来方便构造现实 世界的虚拟模型 7 观察者(Viewer) • 观察者观察对象，生成对象的图像 – 人：成像在视网膜 – 照相机：成像在底片 • 对象独立于观察者 – 对同一对象，不同观察者会看到不同的图像 – 横看成岭侧成峰，远近高低各不同 8 对象与观察者的独立 性 (a) 观察者A 的视图 (b) 观察者B的视图(c) 观察者C的视图 9 伸手不见五指 10 光(light) • 人(被)看到图像，是对象发射或反射的光进 入人眼 • 光是电磁辐射的一种形式 • 电磁波：电磁能以波的形式传播 – 波长λ或频率f表征：f λ = c，其中c是光速 – 电磁波谱包括无线电波、红外线和可见光谱等 11 可见光 • 可见光就是人类视觉系统对它有反应的那 部分 – 波长大约介于350 ~ 780 nm (纳米, 10-8米) – 不同波长对于不同颜色：红色–- 650nm ，蓝色 –- 450nm ，绿色–- 520nm X-射线 可见光 无线电波