Найти в Дзене
GrafiСomp

Из истории компьютерной графики. Часть 17.

Изобретение виртуального объема С момента создания первого 3D-изображения в 70-е годы в компьютерной графике у многих пионеров-энтузиастов возникла проблема реализации глубины самой модели, чтобы объект мог казаться объемным! В 1971 году французский исследователь-математик и сотрудник университета штата Юты - Анри Гуро (фр. Henri Gouraud, р. 1944 г.) изобрел способ закраски криволинейной поверхности, названного в последствии "Методом тонирования Гуро" (анг. Gourad Shading). Этот новейший метод затенения Гуро продемонстрировал на различных 3D-объектах, в том числе на изображении человеческого лица, которое он создал на основе модели лица собственной жены - Сильвии Гуро. Алгоритм тонирования методом Гуро (анг. Gourad Shading), или цветовой интерполяции, проходит три этапа: Затенение 3D-объектов по Гуро использует линейную интерполяцию, поэтому этот метод обладает важным недостатком: при затенении возникают производные разрывы, вызывающие оптическую иллюзию "полосы Маха". Поэтому на практ

Изобретение виртуального объема

С момента создания первого 3D-изображения в 70-е годы в компьютерной графике у многих пионеров-энтузиастов возникла проблема реализации глубины самой модели, чтобы объект мог казаться объемным!

Поляроид модели самолета, созданного Анри Гуро
Поляроид модели самолета, созданного Анри Гуро

В 1971 году французский исследователь-математик и сотрудник университета штата Юты - Анри Гуро (фр. Henri Gouraud, р. 1944 г.) изобрел способ закраски криволинейной поверхности, названного в последствии "Методом тонирования Гуро" (анг. Gourad Shading).

Анри Гуро - пионер компьютерной графики
Анри Гуро - пионер компьютерной графики

Этот новейший метод затенения Гуро продемонстрировал на различных 3D-объектах, в том числе на изображении человеческого лица, которое он создал на основе модели лица собственной жены - Сильвии Гуро.

Модель Сильвия Гуро - фото в Музее компьютерных наук в Маунтин-Вью.
Модель Сильвия Гуро - фото в Музее компьютерных наук в Маунтин-Вью.
3D-лицо с методом тонирования Гуро
3D-лицо с методом тонирования Гуро

Алгоритм тонирования методом Гуро (анг. Gourad Shading), или цветовой интерполяции, проходит три этапа:

  1. На первом этапе строится нормаль к каждой вершине многоугольника, на которые разбита вся поверхность полигонального объекта.
  2. На втором этапе к каждой вершине многоугольника применяется выбранная модель освещения - shade (степень затенения), чтобы в дальнейшем определить ее плавный переход к нормали.
  3. И в завершении на третьем этапе освещение вершин билинейно интерполируется на всю поверхность многоугольника.
Три способа закрашивания 3D-поверхности в современной графике: Плоское закрашивание или равномерное (Flat Shading), Метод тонирования Гуро (Gourad Shading), Метод затенения по Фонгу (Phong Shading)
Три способа закрашивания 3D-поверхности в современной графике: Плоское закрашивание или равномерное (Flat Shading), Метод тонирования Гуро (Gourad Shading), Метод затенения по Фонгу (Phong Shading)

Затенение 3D-объектов по Гуро использует линейную интерполяцию, поэтому этот метод обладает важным недостатком: при затенении возникают производные разрывы, вызывающие оптическую иллюзию "полосы Маха". Поэтому на практике применяют более совершенный, но ресурсозатратный метод закраски по Фонгу, созданный 2 годами позднее.

Сравнение закрасок: "плоское", тонирование по Гуро, затенение по Фонгу. Иллюстрация: Лаборатория компьютерной графики при Нью-Йоркском технологическом институте.
Сравнение закрасок: "плоское", тонирование по Гуро, затенение по Фонгу. Иллюстрация: Лаборатория компьютерной графики при Нью-Йоркском технологическом институте.

PS:

Друзья, если вам понравилась статья, поставьте палец в верх!

И на канал подпишитесь.

---------------------------------------------------------------------------------------

Совет! Посмотрите все статьи канала GRAFICOMP

предыдущая статья Часть 16.