第五讲计算机图形学—图元的属性
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o 可量化的光源亮度
• 光的纯度
o 饱和度 o 色度
• 光的纯度计算方法
o 主频率光成分能量密度 o 其他频率能量密度 o 两者之比
颜色模型
• 基色
o 颜色范围 o 互补色
• 三基色
o 混色处理 o 颜色匹配函数
• 明暗、色泽、色调
标准基色与色度图
• XYZ颜色模型
o 数学定义 o 规范化值 o CIE色度图 • 不同基色组的颜色范围：How to • 标识互补色: How to • 确定指定颜色的主频率和波长: How to
HSV颜色模型
• • • • • • • • 对用户更直观的颜色描述方法 色彩 （Hue） 色饱和度 （Saturation） 明度值 （V） HVS模型的三维表示 理解HVS的含义 如何选择明暗、色泽和色调 HSV与RGB模型之间的转换
HSV与RGB的转换
HLS颜色模型
• HLS的含义 • HLS双椎体三维模型 • HLS与HSV的异同
OpenGL颜色函数
• OpenGL颜色调和
o o o o o 颜色调和函数 图像混合函数 目标颜色与源颜色 调和因子 透明性
• OpenGL颜色数组 • 其他颜色函数
OpenGL颜色函数
• OpenGL颜色数组 • 其他颜色函数
o glClearColor(red, green, blue, alpha)
点的属性
• 颜色
o glColor3f (1.0, 0.0, 0.0)
• 大小
o goPointsize(size) o 像素的整数倍
线的属性
• 颜色 • 线宽
o 像素为标准线宽
• 线型
o 实线、虚线和点线 o 颜色渐变
填充区属性
• 填充模式 • OpenGL填充区属性函数
o o o o 定义一个填充图案 引用多边形填充区子程序 激活OpenGL多边形填充区特性 描述要填充的多边形
Hale Waihona Puke Baidu
RGB颜色模型
• 三刺激理论 • RGB的色度坐标
YIQ颜色模型
• • • • • Y: 与XYZ模型中的Y相同，亮度信息包含在Y中 色度信息结合在I和Q中 黑白电视机只采用Y信号 人眼对亮度的变化比对色度更敏感 RGB与YIQ颜色空间的转换
CMY与CMYK模型
• • • • • 加色处理与减色处理 青色，品红和黄色 K是黑色参数 CMY颜色空间与RGB颜色空间的转换 K的处理
图元的属性
从简单的几何到复杂的视效
什么是图元的属性
• 图元显示方法的参数
o o o o o o 颜色 大小 线的表达方式 填充区域的颜色变化方式 文本的显示方式 字符的显示方式
• 特定条件属性
属性的设置方法
• • • • 为每个输出图元的函数扩充相关的参数表 提供一张系统当前的属性值表 组合方法 OpenGL采用第二种方法
o HSV的用户：Apple Mac OS X, Adobe o HLS的用户：Microsoft Windows, Macromedia Studio
颜色的选择
• 研究各种软件的设计 • 不同颜色在不同深度的感觉 • 如何选择背景和前景
颜色模型小结
• • • • • 光的性质 主频率、亮度、色饱和度 基色与颜色范围 CIE基色---XYZ颜色模型 CIE色度图---确定不同基色组的颜色范围，计算互补色， 主波长 • 各种颜色模型：
光的特性
• 物理学：波粒二相性 • 图形学：人对光的感知 • 电磁频谱
o o o o o o o 调幅无线电 调频无线电和电视 微波 红外线 可见光：红、橙、黄、绿、蓝、紫 （人眼对此段频率敏感） 紫外线 射线
• 波动模型：波长 频率 周期 • 白色光的产生，主频率 （光的色彩）
颜色的心理学
• 亮度
o 状态系统 o 状态变量
OpenGL状态变量
• • • • • 颜色和其他图元 属性 当前的矩阵模式 模型观察矩阵的元素 缓存的当前位置 场景光照效果
• 有默认值 • 改变属性只能影响以后的图元 • 属性和位置的对应
颜色和灰度
• RGB颜色分量
o o o o o 可选用的颜色数量依赖于缓存中提供的存储容量 直接存储 利用索引表存储 全彩色（每像素24位） 颜色表
o o o o o RGB YIQ CMY HSV HLS
OpenGL颜色函数
• glColor*(Components)
o RGB or RGBA o 数据类型 o OpenGL采用浮点数
OpenGL颜色函数
• OpenGL颜色索引模式
o 窗口系统的一部分
• glutSetColor(index, red, green, blue) • OpenGL成像子集
• 灰度
o 当RGB函数指定相同量的红色、绿色和蓝色时，结果是某种程度的灰色
• 其他颜色参数
o 强度 o 亮度 o 不同颜色模型
• alpha coefficient
o 用于控制颜色调和 o 模拟透明效果
颜色缓存的计算
• 光栅系统可以显示的颜色或灰度等级
o 刷新缓存容量的算法 o 例子 1024×1024 24位 1024*1024*24bits=3*2^23bits 3*2^23bits/8=3*2^20bytes=3M 1K=1024Bytes 1M=1024K 1G=1024M
• 光的纯度
o 饱和度 o 色度
• 光的纯度计算方法
o 主频率光成分能量密度 o 其他频率能量密度 o 两者之比
颜色模型
• 基色
o 颜色范围 o 互补色
• 三基色
o 混色处理 o 颜色匹配函数
• 明暗、色泽、色调
标准基色与色度图
• XYZ颜色模型
o 数学定义 o 规范化值 o CIE色度图 • 不同基色组的颜色范围：How to • 标识互补色: How to • 确定指定颜色的主频率和波长: How to
HSV颜色模型
• • • • • • • • 对用户更直观的颜色描述方法 色彩 （Hue） 色饱和度 （Saturation） 明度值 （V） HVS模型的三维表示 理解HVS的含义 如何选择明暗、色泽和色调 HSV与RGB模型之间的转换
HSV与RGB的转换
HLS颜色模型
• HLS的含义 • HLS双椎体三维模型 • HLS与HSV的异同
OpenGL颜色函数
• OpenGL颜色调和
o o o o o 颜色调和函数 图像混合函数 目标颜色与源颜色 调和因子 透明性
• OpenGL颜色数组 • 其他颜色函数
OpenGL颜色函数
• OpenGL颜色数组 • 其他颜色函数
o glClearColor(red, green, blue, alpha)
点的属性
• 颜色
o glColor3f (1.0, 0.0, 0.0)
• 大小
o goPointsize(size) o 像素的整数倍
线的属性
• 颜色 • 线宽
o 像素为标准线宽
• 线型
o 实线、虚线和点线 o 颜色渐变
填充区属性
• 填充模式 • OpenGL填充区属性函数
o o o o 定义一个填充图案 引用多边形填充区子程序 激活OpenGL多边形填充区特性 描述要填充的多边形
Hale Waihona Puke Baidu
RGB颜色模型
• 三刺激理论 • RGB的色度坐标
YIQ颜色模型
• • • • • Y: 与XYZ模型中的Y相同，亮度信息包含在Y中 色度信息结合在I和Q中 黑白电视机只采用Y信号 人眼对亮度的变化比对色度更敏感 RGB与YIQ颜色空间的转换
CMY与CMYK模型
• • • • • 加色处理与减色处理 青色，品红和黄色 K是黑色参数 CMY颜色空间与RGB颜色空间的转换 K的处理
图元的属性
从简单的几何到复杂的视效
什么是图元的属性
• 图元显示方法的参数
o o o o o o 颜色 大小 线的表达方式 填充区域的颜色变化方式 文本的显示方式 字符的显示方式
• 特定条件属性
属性的设置方法
• • • • 为每个输出图元的函数扩充相关的参数表 提供一张系统当前的属性值表 组合方法 OpenGL采用第二种方法
o HSV的用户：Apple Mac OS X, Adobe o HLS的用户：Microsoft Windows, Macromedia Studio
颜色的选择
• 研究各种软件的设计 • 不同颜色在不同深度的感觉 • 如何选择背景和前景
颜色模型小结
• • • • • 光的性质 主频率、亮度、色饱和度 基色与颜色范围 CIE基色---XYZ颜色模型 CIE色度图---确定不同基色组的颜色范围，计算互补色， 主波长 • 各种颜色模型：
光的特性
• 物理学：波粒二相性 • 图形学：人对光的感知 • 电磁频谱
o o o o o o o 调幅无线电 调频无线电和电视 微波 红外线 可见光：红、橙、黄、绿、蓝、紫 （人眼对此段频率敏感） 紫外线 射线
• 波动模型：波长 频率 周期 • 白色光的产生，主频率 （光的色彩）
颜色的心理学
• 亮度
o 状态系统 o 状态变量
OpenGL状态变量
• • • • • 颜色和其他图元 属性 当前的矩阵模式 模型观察矩阵的元素 缓存的当前位置 场景光照效果
• 有默认值 • 改变属性只能影响以后的图元 • 属性和位置的对应
颜色和灰度
• RGB颜色分量
o o o o o 可选用的颜色数量依赖于缓存中提供的存储容量 直接存储 利用索引表存储 全彩色（每像素24位） 颜色表
o o o o o RGB YIQ CMY HSV HLS
OpenGL颜色函数
• glColor*(Components)
o RGB or RGBA o 数据类型 o OpenGL采用浮点数
OpenGL颜色函数
• OpenGL颜色索引模式
o 窗口系统的一部分
• glutSetColor(index, red, green, blue) • OpenGL成像子集
• 灰度
o 当RGB函数指定相同量的红色、绿色和蓝色时，结果是某种程度的灰色
• 其他颜色参数
o 强度 o 亮度 o 不同颜色模型
• alpha coefficient
o 用于控制颜色调和 o 模拟透明效果
颜色缓存的计算
• 光栅系统可以显示的颜色或灰度等级
o 刷新缓存容量的算法 o 例子 1024×1024 24位 1024*1024*24bits=3*2^23bits 3*2^23bits/8=3*2^20bytes=3M 1K=1024Bytes 1M=1024K 1G=1024M