Tổng quan về một hệ đồ họa Các thành phần phần cứng: • Thiết bị hiển thị: màn hình, máy in • Thiết bị nhập: bàn phím, chuột Cấu tạo của màn hình dạng điểm raster – scan display: chùm tia
Trang 1Giáo trình môn Đồ họa máy tính
3 Môn học: Đồ họa máy tính
Giảng viên: TS Nguyễn Thế Lộc – Khoa CNTT – ĐHSP HN,
email: locnt@hnue.edu.vn
Home page: http://user.hnue.edu.vn/?name=locnt
Thời lượng: 45 tiết (30 tiết lý thuyết + 15 tiết thực hành trên máy)
Tài liệu tham khảo:
[1] Nhập môn đồ họa, Lương Chi Mai, Huỳnh Thị Thanh Bình, 2000 [2] Kỹ thuật đồ họa máy tính, Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng, 2004 [3] Cơ sở đồ họa máy tính, Hoàng Kiếm, 1999
[4] Đồ họa vi tính, Huỳnh Văn Đức, Nguyễn Quốc Cường, Hoàng Đức Hải [5] Computer Graphic, J.D Foley, A.V Dam
Đánh giá:
- Câu hỏi trên lớp
- Bài kiểm tra điều kiện
- Bài tập lớn (?)
- Thi: vấn đáp / viết
Trang 2Chương I: Giới thiệu về đồ họa máy tính
Thuật ngữ “Đồ họa máy tính – Computer Graphics” được đề xuất bởi một nhà khoa học Mỹ tên là Wiliam Fetter vào năm 1960 khi ông đang nghiên cứu xây dựng mô hình buồng lái máy bay cho hãng Boing Đồ họa máy tính có thể được hiểu như là tất cả những gì liên quan đến việc tạo ra ảnh (image) bằng máy tính Chúng bao gồm: tạo, lưu trữ, thao tác trên các
mô hình và các ảnh W Fetter đã dựa trên các hình ảnh ba chiều của mô hình người phi công trong buồng lái để xây dựng nên mô hình tối ưu cho buồng lái máy bay Boing
1 Tổng quan về một hệ đồ họa
Các thành phần phần cứng:
• Thiết bị hiển thị: màn hình, máy in
• Thiết bị nhập: bàn phím, chuột
Cấu tạo của màn hình dạng điểm (raster – scan display): chùm tia điện tử được quét ngang qua màn hình mỗi lần 1 dòng và quét tuần tự từ trên xuống dưới Việc bật tắt các điểm sáng trên màn hình phụ thuộc vào cường độ của tia điện tử và đây là cơ sở cho việc tạo ra hình ảnh trên màn hình,
Mỗi điểm sáng trên màn hình được gọi là pixel Các thông tin về hình ảnh trên màn hình được lưu trữ trong vùng nhớ đệm gọi là bộ nhớ màn hình (refresh buffer) Để thay đổi hình ảnh trên màn hình, cần làm thay đổi thông tin trong vùng nhớ đệm Vùng này có thể nằm trên Video card hay trích ra từ bộ nhớ chính
Để tạo ra ảnh Đen - Trắng, chỉ cần lưu thông tin của mỗi pixel bẳng 1 bit( 1/0 = bật/tắt điểm ảnh) Trong trường hợp ảnh nhiều màu, người ta cần nhiều bit hơn Nếu ta dùng b bit thì có thể lưu trữ được 2b giá trị màu khác nhau
Các công cụ phần mềm:
• Công cụ ứng dụng (application package):được thiết kế cho người sử dụng để tạo ra ảnh trong những lĩnh vực chuyên nghiệp nào đó mà không cần quan tâm tới các thao tác bên trong hoạt động ra sao Ví dụ: AutoCAD, Adobe Photoshop,
• Công cụ lập trình: (programming package): cung cấp một thư viện các hàm đồ họa để dùng trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao Ví dụ: GRAPH.TPU (Pascal), Open GL
2 Các ứng dụng của đồ họa máy tính (computer graphics)
Công cụ hỗ trợ thiết kế (CAD/CAM)
Hỗ trợ thiết kế được xem là một ứng dụng chính của đồ họa máy tính, trong đó đối tượng được xây dựng trực tiếp là mô hình thiết kế Hiện nay đồ họa máy tính được ứng dụng trong việc thiết kế
• các chi tiết cơ khí
• hệ thống điện
• thiết bị điện tử
• thiết kế thân ô tô
• hệ thống cáp quang
Trang 3• mạng truyền thông
• và rất nhiều thứ khác
Các chi tiết sẽ được vẽ trên màn hình nhờ các công cụ đồ họa ban đầu dưới dạng phác thảo, sau đó được chỉnh sửa bằng kinh nghiệm của người kỹ sư cũng như khả năng trợ giúp thông minh của phần mềm thiết kế.Khác với các bản vẽ trên giấy, người thiết kế có thể xem mô hình thiết kế trên máy tính từ mọi góc độ, dễ dàng thay đổi mọi chi tiết và quan sát hiệu ứng của sự hiệu chỉnh đó
Giao diện Người - Máy
Ngày nay hầu hết các chương trình ứng dụng trên PC đều có giao diện với người dùng dựa trên hệ thống tương tác đồ họa: Cửa sổ, Biểu tượng, Con trỏ chuột, Menu Giao diện đồ họa thực sự mang lại sự thoải mái cho người sử dụng
Biểu diễn thông tin
Các trình ứng dụng sử dụng công cụ đồ họa để tạo ra các biểu đồ, đồ thị minh họa tương quan giữa các đối tượng trong kinh doanh, khoa học, các dữ liệu tài chính, thống kê Các máy tính, máy ATM, máy bán hàng, máy bán vé tàu ở nơi công cộng đều sử dụng giao diện đồ họa để biểu diễn những mục thông tin hướng dẫn khách hàng
Giải trí, nghệ thuật
Đối với các nhà tạo mẫu, người chụp ảnh, những chương trình trợ giúp thiết kế mẫu hay chỉnh sửa ảnh như PhotoShop, 3DMax, đã giúp họ thiết kế các hình ảnh sống động Đồ họa máy tính cung cấp phương tiện cho các nhà làm phim tạo ra những bộ phim nổi tiếng như Công viên Khủng long, Xác ướp Ai cập nhờ những kỹ xảo điện ảnh thực hiện trên máy tính
Giáo dục và đào tạo
Đồ họa máy tính cũng góp phần quan trọng trong nghiên cứu các thực thể trừu tượng, mô phỏng cấu trúc vật thể, tiến trình của các phản ứng hóa học, hạt nhân, hoạt động của các hệ thống sinh lý Trong đào tạo, các ứng dụng mô phỏng được dùng để kiểm tra trình độ người lái, huấn luyện phi công, điều khiển giao thông
Bản đồ học, nghiên cứu địa lý
Đồ họa máy tính được sử dụng để tạo ra các sơ đồ địa lý và các đối tượng tự nhiên một cách chính xác từ những số liệu đo được Ví dụ như bản đồ địa lý, bản đồ thời tiết, bản đồ mật độ dân số, sơ đồ khoan thăm dò, biểu đồ hải dương học