l
  • Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia

  • Prowadzimy badanie na temat nowotworów.
    Potrzebna jest nam pomoc.




    Prosimy o wypełnienie
    anonimowego kwestionariusza

    Zajmie to ok. 10 - 15 minut.


    TAK - pomagam            NIE - odmawiam (zamknij)

    Zebrane informacje wykorzystane zostaną do celów naukowych.
    Temat nie został wyczerpany?
    Zapraszamy na Forum Naukowy.pl
    Jeśli posiadasz konto w serwisie Facebook rejestracja jest praktycznie automatyczna.
    Wystarczy kilka kliknięć.

    Rasteryzacja

    Przeczytaj także...
    Antyaliasing (ang. anti-aliasing) – zespół technik w informatyce służących zmniejszeniu liczby błędów zniekształceniowych aliasing lub schodkowania obrazu, powstających przy reprezentacji obrazu lub sygnału o wysokiej rozdzielczości w rozdzielczości mniejszej.Figura geometryczna – w geometrii inna nazwa podzbioru danej przestrzeni, zwykle przestrzeni euklidesowej, afinicznej lub rzutowej.
    Okrąg – brzeg koła; zbiór wszystkich punktów płaszczyzny euklidesowej odległych od ustalonego punktu, nazywanego środkiem, o zadaną odległość, nazywaną promieniem.
    Przykład rasteryzacji odcinka, łuku oraz wielokąta
    Antyaliasing: przykład rasteryzacji trójkąta

    Rasteryzacja – w grafice komputerowej działanie polegające na jak najwierniejszym przedstawieniu płaskiej figury geometrycznej na urządzeniu rastrowym, dysponującym skończoną rozdzielczością.

    Barwa – wrażenie psychiczne wywoływane w mózgu ludzi i zwierząt, gdy oko odbiera promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła. Główny wpływ na to wrażenie ma skład widmowy promieniowania świetlnego, w drugiej kolejności ilość energii świetlnej, jednak niebagatelny udział w odbiorze danej barwy ma również obecność innych barw w polu widzenia obserwatora, oraz jego cechy osobnicze, jak zdrowie, samopoczucie, nastrój, a nawet doświadczenie i wiedza w posługiwaniu się zmysłem wzroku.Karta graficzna – karta rozszerzeń komputera odpowiedzialna za renderowanie grafiki i jej konwersję na sygnał zrozumiały dla wyświetlacza.

    Rasteryzacji mogą podlegać krzywe: odcinki, okręgi, elipsy, łuki eliptyczne, krzywe sześcienne, krzywe sklejane (np. Béziera), przekroje stożkowe oraz powierzchnie wielokątów, kół, powierzchnie zdefiniowane krzywymi sklejanymi itp.

    Dla niektórych figur istnieją bardzo proste i efektywne algorytmy. W 1965 roku Bresenham opracował tzw. algorytm Bresenhama z punktem środkowym, działający na liczbach całkowitych, służący do konwersji dowolnych odcinków, okręgów oraz elips; algorytm był i jest implementowany sprzętowo. Podobnie rzecz ma się z wypełnianiem powierzchni – wypełnianie dowolnych wielokątów jest skomplikowane i kosztowne obliczeniowo, jednak istnieją bardzo efektywne algorytmy wypełniające trójkąty oraz czworokąty wypukłe, które są implementowane sprzętowo w akceleratorach 3D.

    Układ współrzędnych – funkcja przypisująca każdemu punktowi danej przestrzeni (w szczególności przestrzeni dwuwymiarowej – płaszczyzny, powierzchni kuli itp.) skończony ciąg (krotkę) liczb rzeczywistych zwanych współrzędnymi punktu.ATI Technologies Inc. (gdzie ATI jest skrótem od Array Technologies Incorporated) NASDAQ: ATYT – to kanadyjski producent układów scalonych, znany głównie ze swoich kart graficznych. Notowany na giełdach w Toronto i NASDAQ.

    W najprostszych przypadkach, gdy urządzenie rastrowe jest dwukolorowe, algorytm rasteryzujący zapala piksele leżące najbliżej krzywej/wewnątrz figury.

    Gdy docelowe urządzenie potrafi wyświetlać więcej kolorów (lub poziomów szarości), możliwe jest zastosowanie technik odkłócających (z ang. antyaliasingu), które powodują zniknięcie "schodków". W najogólniejszym przypadku intensywność koloru lub też stopień przezroczystości danego piksela jest proporcjonalny do pola powierzchni części wspólnej figury i piksela. Jeśli figura w całości pokrywa piksel, jego intensywność jest największa, gdy pokrywa tylko część – intensywność jest zmniejszana. Ta zależność może być liniowa (najmniejszy koszt obliczeniowy) albo nieliniowa (koszt większy, finalny efekt lepszy).

    Algorytm Bresenhama służy do rasteryzacji krzywych płaskich, czyli do jak najlepszego ich obrazowania na siatce pikseli. Jack Bresenham w 1965 roku opracował metodę rasteryzacji odcinków, którą następnie przystosowano do rysowania obiektów innego rodzaju (okręgów czy elips).Gra komputerowa (gra wideo, ang. video game) – rodzaj oprogramowania komputerowego przeznaczonego do celów rozrywkowych bądź edukacyjnych (rozrywka interaktywna) i wymagającego od użytkownika (gracza) rozwiązywania zadań logicznych lub zręcznościowych. Gry komputerowe mogą być uruchamiane na komputerach osobistych, specjalnych automatach, konsolach do gry, telewizorach, telefonach komórkowych oraz innych mobilnych urządzeniach, nazywanych łącznie platformami sprzętowymi. Zadania stawiane przed graczem w grach komputerowych różnią się w zależności od gatunku i mogą polegać na przykład na rozwiązaniu zadania logicznego, eliminacji wirtualnych przeciwników czy też rywalizacji ze sztuczną inteligencją bądź innymi graczami (gra wieloosobowa); interaktywna rozrywka w celach zawodowych nosi nazwę sportu elektronicznego.

    Rasteryzacja w grafice 3D[ | edytuj kod]

    Sprawa trochę bardziej komplikuje się jeśli mamy do czynienia z grafiką trójwymiarową. Pierwszym etapem przygotowania obrazu 3D do wyświetlenia na ekranie jest pozbycie się zbędnego - trzeciego - wymiaru. W obrazie 3D każdy punkt posiada swoje współrzędne x, y i z. Przeniesienie na płaszczyznę monitora dwóch pierwszych jest proste, gdyż wystarczy skopiowanie ich wartości. Większy problem występuje w przypadku trzeciej współrzędnej, której monitor jako takiej nie posiada. Jest to zmienna z odpowiadająca za głębokość punktu, czyli za jego położenie "w głąb ekranu". Zazwyczaj w grach i programach do tworzenia grafiki 3D wykorzystuje się 16-, 24- lub 32-bitową głębię. W tym pierwszym przypadku daje to 65 536, a ostatnim już 4 294 967 296 możliwych pozycji obiektu. Należy wyznaczyć, czy dany piksel obiektu zostanie narysowany. Takie wyznaczenie dokonuje się na podstawie testu głębokości. Polega on na sprawdzeniu współrzędnej z obiektu i jego punktów. Następnie podejmowana jest decyzja, czy dany piksel powinien zostać narysowany na ekranie, czy może jest już inny piksel, który został narysowany na danej pozycji X,Y a znajduje się perspektywicznie bliżej obserwatora, a co za tym idzie przesłania ten piksel. Test głębokości można wykonywać w różny sposób - zarówno programowo (aplikacja analizuje położenie punktów zgodnie z algorytmem opracowanym przez programistę), jak i sprzętowo. W kartach graficznych etap ten realizowany jest za pomocą dwóch wspieranych hardware'owo technik: metody Z-bufora i renderingu kafelkowego. Najłatwiej można to zrealizować poprzez rysowanie na ekranie obiektów od najgłębszego. Kolejne piksele będą przesłaniane przez bliższe. To rozwiązanie posiada jednak potężną wadę - każdy piksel zostanie odwzorowany na ekranie (mimo, że może być później zastąpiony innym), a co za tym idzie metoda ta jest bardzo czasochłonna. Aby ominąć ten problem i przyspieszyć wyświetlenie na ekranie grafiki trójwymiarowej, twórcy programów 3D, takich jak np. 3ds max czy Maya 3D, stosują własne algorytmy eliminacji niewidocznych punktów, m.in. BSP (Binary Space Partitioning - binarne dzielenie przestrzeni) lub tzw. technikę portali, odcinającą zasłonięte elementy sceny. Dodatkowo testy głębokości wspierane są automatycznie przez karty graficzne, więc programista nawet niejednokrotnie nie musi się o to martwić, gdyż karta samoczynnie wesprze testy głębokości.

    Elipsa – w geometrii ograniczony przypadek krzywej stożkowej, czyli krzywej będącej częścią wspólną powierzchni stożkowej oraz przecinającej ją płaszczyzny. Jest to również miejsce geometryczne wszystkich tych punktów płaszczyzny, dla których suma odległości od dwóch ustalonych punktów jest stałą.Grafika 3D (grafika trójwymiarowa) – nazwa jednej z dziedzin grafiki komputerowej, zajmującej się głównie wizualizacją obiektów trójwymiarowych. Nazwa pochodzi od angielskiego sformułowania Three-Dimensional Graphics.

    Najczęściej stosowaną techniką zarówno w akceleratorach firmy ATI, jak też nVidii jest wykorzystanie Z-bufora. Podczas przekształcenia sceny zawierającej obiekty trójwymiarowę na obraz płaski, możliwy do wyświetlenia na monitorze w RAM-ie akceleratora wydziela się obszar pamięci (matrycę) który swoim rozmiarem dorównuje rozdzielczości ekranu, natomiast "głębokością" 16, 24 lub 32 bitom w zależności od dokładności współrzędnej Z. Ten wygenerowany duży objętościowo (zwłaszcza przy większych rozdzielczościach) fragment pamięci nosi właśnie nazwę Z-bufora i tutaj właśnie odbywa się analiza głębokości dla wszystkich obiektów i punktów.

    Bufor Z (bufor głębokości lub głębi) - wykorzystywany w systemach wyświetlających obrazy trójwymiarowe, przechowuje współrzędną Z (głębokość, odległość od obserwatora) dla każdego piksela obrazu. Stawianie pojedynczego piksela przebiega według algorytmu: jeśli współrzędna Z danego piksela jest mniejsza od współrzędnej Z zapisanej w buforze (piksel znajduje się bliżej obserwatora) można postawić piksel i uaktualnić wpis w buforze.3ds Max (wcześniej 3D Studio Max) – rozbudowany program do tworzenia trójwymiarowej grafiki i animacji stworzonej przez firmę Kinetix, zakupionej następnie przez firmę Discreet, która wydała trzy kolejne wersje programu, aby zostać ostatecznie wcieloną do firmy Autodesk Inc. Pierwsza wersja ukazała się w 1990 roku pod nazwą 3D Studio dla systemu MS-DOS, obecną wersję 3ds Maxa oznaczoną rokiem 2014 (w wersji 16 według dawnego sposobu numeracji) przeznaczono dla środowiska Microsoft Windows.

    Przyjrzyjmy się zatem działaniu Z-bufora. Podczas rasteryzacji każdego z trójkątów tworzących szkielet sceny z nałożonymi na niego teksturami i mapą oświetlenia należy podjąć decyzję o tym, czy wybrany punkt znajduje się bliżej obserwatora (będzie wyświetlony) czy też jest zasłonięty przez inny obiekt i należy go zignorować. W Z-buforze znajdą się zatem informacje o pozycji trójkątów (a raczej położeniu ich rzutów perspektywicznych) z których zbudowana jest scena 3D. Informacje te są następnie zamieniane na dane o pikselach na ekranu, czyli ściśle, jaki kolor ma mieć piksel, który zapali się na monitorze na pozycji x,y. (te informacje gromadzi się w buforze ramki). Do Z-bufora trafiają zatem najpierw wszystkie współrzędne punktów należących do pierwszego analizowanego trójkąta. Gdy rasteryzowany jest drugi trójkąt, przed umieszczeniem informacji o nim w buforze ramki porównuje się jego współrzędne z wartościami zapamiętanymi w Z-buforze. Kiedy współrzędne X, Y się pokrywają, sprawdza się współrzędną Z. Jeśli nowy punkt ma wartość niższą (0 oznacza najpłytszą warstwę), jest on "rysowany" w buforze ramki. W przeciwnym wypadku pozostają tam "zapalone" piksele pochodzące z poprzedniego trójkąta. Cały proces powtarzany jest dla każdego obiektu generowanej sceny 3D.

    Piksel (ang. pixel – wyraz utworzony ze zbitki dwóch angielskich słów: picture+element) jest to najmniejszy jednolity (przedstawiający konkretny kolor, patrz subpiksel) element obrazu wyświetlanego na ekranie (monitora komputerowego, telewizora itp.), drukowanego (dotyczy technologii druku punktowego) lub uzyskiwanego za pomocą urządzeń przetwarzania obrazu (aparat cyfrowy, skaner).NVIDIA Corporation NASDAQ: NVDA – amerykańska firma komputerowa; jeden z największych na świecie producentów procesorów graficznych i innych układów scalonych przeznaczonych na rynek komputerowy. NVIDIA jest także głównym dostawcą (pod względem udziału w rynku) producentów kart graficznych dla komputerów osobistych ze swoją standardową serią GeForce.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Czy wiesz że...? beta

    Koło – zbiór wszystkich punktów płaszczyzny, których odległość od ustalonego punktu na tej płaszczyźnie (środka koła) nie przekracza pewnej wartości (promienia koła).
    Grafika komputerowa – dziedzina informatyki zajmująca się wykorzystaniem technik komputerowych do celów wizualizacji artystycznej oraz wizualizacji rzeczywistości. Grafika komputerowa jest obecnie narzędziem powszechnie stosowanym w nauce, technice oraz rozrywce.
    Odcinek – w geometrii część prostej zawarta pomiędzy dwoma jej punktami z tymi punktami włącznie. Odcinek w całości zawiera się wewnątrz tej prostej.
    Algorytm – w matematyce skończony ciąg jasno zdefiniowanych czynności, koniecznych do wykonania pewnego rodzaju zadań. Słowo "algorytm" pochodzi od starego angielskiego słowa algorism, oznaczającego wykonywanie działań przy pomocy liczb arabskich (w odróżnieniu od abacism – przy pomocy abakusa), które z kolei wzięło się od nazwiska, które nosił Muhammad ibn Musa al-Chuwarizmi (أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي), matematyk perski z IX wieku.
    Zbiór wypukły – pojęcie geometryczne, podzbiór pewnej przestrzeni zawierający wraz dowolnymi dwoma jego punktami odcinek je łączący. Wspomniana przestrzeń może być euklidesowa, afiniczna, a nawet tylko liniowa (wektorowa); we wszystkich przypadkach wymaga się, by ciało skalarów było uporządkowane, zwykle jest to ciało liczb rzeczywistych, bądź liczb zespolonych.
    Scena (ang. scene) to w grafice 3D zbiór niezależnych, osobno stworzonych trójwymiarowych obiektów, zgrupowanych i zaaranżowanych w jedną scenę. Poza obiektami 3D w scenie znaleźć się mogą obiekty nieprzeznaczone do wizualizacji, ale związane z reżyserią sceny, takie jak: kamera (obserwator), źródła światła, emitery (obiekty emitujące cząsteczki), odpowiednie obiekty pomocnicze służące do kontroli animacji obiektów 3D, ścieżek ich ruchu oraz innych efektów specjalnych. W większości silników graficznych scena jest niema nieskończone (występują ograniczenia sprzętowe) i może znaleźć się tam prawie dowolna liczba obiektów.
    Bufor ramki (ang. frame buffer) jest częścią pamięci RAM karty graficznej przeznaczoną do przechowywania informacji o pojedynczej ramce obrazu. W buforze przechowywane są informacje o wartości każdego piksela tworzącego ramkę. Wartości pikseli zapisywane są w jednym lub więcej bitach, w zależności od wybranej dla karty graficznej ilości wyświetlanych kolorów. Stosowane są zapisy pikseli: jednobitowy (dla obrazu monochromatycznego), czterobitowy, ośmiobitowy (dla 256 kolorów), szesnastobitowy (tryb high color – dla 65,5 tys. kolorów) i dwudziestoczterobitowy (tryb true color – dla 16,7 mln kolorów).

    Reklama

    tt