Пространственная сцена

Кроме преимуществ, связанных с полнотой отображения кинематических свойств объекта, визуальная кибернетическая модель превосходит свои статические аналоги в плане психологии ее восприятия. Динамические свойства модели позволяют приблизить восприятие изображенной пространственной сцены к естественному процессу, протекающему в повседневной жизни. Как известно [2], основная черта зрительного восприятия пространственных структур заключается в его целостности, в способности глаза выхватывать из поступающей на сетчатку информации наиболее общие и существенные свойства объектов. Последние же выступают как некоторые инварианты динамического процесса восприятия. Недостаток формирования пространственного образа на основе традиционной графической модели заключается в невозможности выделения главных геометрических инвариант пространственной структуры из несущественных для строения формы факторов, выступающих в данном случае в роли помех. С целью ликвидации нежелательных последствий статического характера восприятия в ортогональном чертеже приходится использовать два, а в некоторых случаях и больше статических изображений для получения образа, соответствующего реальной пространственной структуре. [c.17]

Кибернетическая модель, реализующая возможности динамического представления пространственной сцены, способствует более естественному процессу восприятия и более пол- [c.17]

В контурном каркасном рисунке линейная структура целиком определяется предварительно построенным контуром границы поверхностей формы. Первый вид графической модели выполняется однородной по толщине и характеру линией, показывающей изломы поверхностей и внешние очертания формы (рис. 1.4.1). В терминологии машинной графики такие графические образы называются проволочными (с показом или без показа невидимых линий). Уже при изображении простейших объемов мы можем столкнуться с неоднозначностью восприятия формы (рис. 1.4.2). Для сложных объемно-пространственных структур подобные рисунки становятся совершенно непригодными прежде всего из-за недостатка наглядности. Только при изъятии невидимых линий изображение дает однозначное отображение пространственной сцены, но по-прежнему остается схематичным. [c.47]

Контурный рисунок широко используется в интерактивной машинной графике и при создании систем искусственного машинного зрения. Он является для ЭВМ главным средством идентификации и восприятия реального объекта независимо от конкретных условий освещения. На рис. 1.4.3, а, б изображена одна и та же пространственная сцена. Для ее опознания и машинной классификации приходится очистить образ от теней и осуществить переход к контурной точечной интерпретации. [c.47]

Очерковые линии, в отличие от силуэтных, ограничивают внешний контур не целостной фигуры, а только отдельных ее элементов. Эти линии отделяют изображение переднего плана от других частей, уходящих в глубину пространственной сцены. Умение опознавать очерковые линии и выявлять разницу пространственных уровней детали-фона в каждой части композиции является основным средством придания эскиз пространственной активности (рис. 1.4.7). [c.50]

В пространственно-графическом моделировании линии, связи являются основным средством выявления композиционных связей формы, придания пространственной сцене целостности и единства. [c.51]

В архитектуре, дизайне, технике разработаны различные способы условной передачи светотени, учитывающие особенности психологии зрительного восприятия реального пред-, мета и его изображения на листе бумаги. Разберем несколько возможных и применяемых в различных областях деятельности моделей передачи светотеневого характера пространственной сцены. Затем проанализируем возможные способы формализации действий с позиции поставленной цели и требуемой для ее достижения трудоемкости. [c.55]

На рис. 1.5.1 представлен пример, требующий для светотеневой характеристики пространственной сцены построения трех областей области, непосредственно освещенной источником света, области отброшенной тени и области собственной тени (обращенной в сторону источника света). [c.55]

В общем случае такая графическая модель содержит три различных тона свет, тень собственную и тень падающую. В частных случаях возможны объединения тонов любых двух областей. Для построения падающих теней требуется использование аппарата параллельного проецирования. Наглядность получаемого изображения зависит от характера пространственной сцены и от выбора направления проецирования (светового луча). В некоторых случаях конфигурация падающей тени привносит дополнительную геометрическую характеристику формы, ее пространственного расположения, тем самым в значительной мере повышая выразительность изображения. Но, с другой стороны, в световую зону и в зону собственной тени попадают грани, различным образом ориентированные в пространстве. Тональное же их решение в этой графической модели одинаково. [c.55]

Достоинство светотеневой моделировки формы (см. рис. 1.5.1) определило ее применение прежде всего в архитектуре. Имеются машинные алгоритмы интерпретации пространственных сцен по такой схеме с реализацией на дисплейном терминале [1, 48]. [c.55]

Рис. 1.5.2. Наибольший эффект структурного алгоритма выявляется при отображении пространственной сцены

Согласно теории аксонометрических проекций, пространственная система координат на плоскости задается с помощью трех лучей, исходящих из одной вершины и образующих определенные углы с вертикалью и горизонталью изображения. Например, для прямоугольной изометрии один луч располагается вертикально, а два других — под углом 30° к горизонтальной прямой. Такая система координат удобна для изображения объемного тела (рис. 3.2.2,а), она обозначает передний-нижний трехгранный угол условного объема (система закрытого типа). Если объектом изображения является пространственная сцена, то более удобно использовать систему координат открытого типа (см. рис- 3.2.2,б). [c.107]

Под базовым объемом подразумевается некоторая обобщающая форма (наиболее простая), которая включает в себя основные элементы объекта или пространственной сцены. Законченный образ объекта на изображении получается из базового объема с помощью наименьшего числа графических операций. [c.107]

Рис. 3.3.4. Типичные ошибки тональной проработки рельефа формы Рис. 3.3.5. Различные трактовки пространственной сцены в результате изменения тонального решения

Рис. 3.3.10. Три типа тонального соотношения системы фигура — фон темное на светлом (а), светлое на темном (б), смешанный тип (в) Рис. 3.3.11. Характеристика разобщенности различных планов пространственной сцены куб стоит на плоскости (а), куб висит над плоскостью (б)

Многие объекты, которые хотелось бы отобразить на дисплее, являются трехмерными. Их машинное изображение с достаточной реалистичностью сопряжено с рядом трудностей. Во-первых, двумерная картина объекта в общем случае недостаточно наглядна, если не ввести в нее информацию о глубине пространства с помощью так называемых факторов повышения наглядности глубины. Во-вторых, вообще трудно изображать объекты, содержащие криволинейные поверхности, что вынуждает чаще всего аппроксимировать их многогранниками. Тем не менее в настоящее время уже разработано несколько эффективных приемов построения изображений трехмерных объектов. При изложении этих приемов будем называть группу трехмерных объектов пространственной сценой, а ее двумерное изображение — образом. [c.242]

Объекты пространственной сцены описываются в трехмерной декартовой системе координат, называемой объектной координатной системой. В зависимости от точки, из которой рассматривается пространственная сцена, можно получить много образов одной и той же сцены. Для построения конкретного образа необходимо задать точку зрения, направление наблюдения и величину кадрового окна (рис. 12.1). Выбор точки зрения можно сравнить с установкой и наведением зрительной трубы для получения нужного вида. [c.242]

Существует несколько способов построения образов трехмерных сцен. Очень простой прием заключается в построении нескольких ортогональных проекций плана, двух видов сбоку и, возможно, нескольких разрезов. Этот прием основан на способности рассматривающего восстанавливать пространственную сцену, представленную ее проекциями однако многие сталкиваются с трудностями при реконструкции сложных сцен по таким проекциям. [c.242]

Все точки любого предмета, которые мы видим, с определенной степенью либо излучают свет, либо отражают его. Аналогично отражают свет все точки предмета, освещенного лазерным светом. Каждая точка предмета имеет свою степень яркости и, кроме того, каждая точка, отражающая свет, является как бы источником лазерного света. Если свет, исходящий от точки, интерферирует с опорной лазерной волной, то на фотопластинке каждая точка предмета дает свою собственную круговую интерференционную картину. В результате наложения таких интерференционных картин получается очень сложная интерференционная картина, записав которую на фотопластинке, мы получим голограмму такого же типа, как на рис. 6. Если теперь проявленную и закрепленную голограмму осветить параллельным пучком, то мы увидим реконструкцию всех исходных источников света, расположенных в правильном порядке. Голограмма порождает полную иллюзию реальной трехмерной пространственной сцены. [c.26]

Некоторые возможности сокращения полосы пространственных частот голограммы, облегчающие ее согласование с телевизионной системой, заложены в устранении из передаваемой голограммы избыточной информации и информации, менее важной для наблюдателя. В зависимости от требований, выдвигаемых условиями задачи, ограничивать можно разрешение, глубину передаваемой сцены, вертикальный параллакс либо отношение сигнал/шум. Рассмотрим некоторые методы сужения полосы пространственных частот голограммы. [c.274]

Твердотельные лазеры, используемые в голографии, характеризуются высокой степенью пространственной и временной когерентности. Способность лазера излучать два импульса с коротким промежутком между ними также оказывается полезной для некоторых целей голографии. С целью получения больших голограмм с высоким разрешением желательно иметь опорный пучок с высокой степенью пространственной когерентности. Временная когерентность лазера определяет глубину объекта или сцены, которую может обеспечить голограмма. Способность к формированию двойного импульса существенна для некоторых применений при проведении неразрушающего контроля. Обычно две голограммы регистрируются на одну и ту же пластинку с интервалом между экспозициями [c.279]

Операции вычитания и дифференцирования изображений полезны, когда надо обнаружить различия между двумя сценами или подчеркнуть скорость изменения информации в пределах одной сцены. Пространственные фильтры для этих операций могут быть [c.598]

Для индивидуального наблюдения голографических изображений больших сцен достаточно использовать голограммы обычных размеров. Объект же может быть существенно больше голограммы. При этих условиях из анализа необходимой ширины полосы, так же как и в п. 5.2.3, следует, что необходимая ширина полосы пространственных частот будет описываться выражением [c.190]

Кроме того, синтезированные голограммы используются в задачах пространственной фильтрации, когда изготовление фильтров оптическими методами вызывает затруднения. Искусственные голограммы могут применяться для синтеза изображения сцен, глубина которых превышает длину когерентности источника. При реконструкции к источнику света предъявляются гораздо меньшие требования. [c.193]

Ранее было показано, что для формирования интерференционной картины необходимо выполнить требование временной и пространственной когерентности для опорного и объектного лучей. Единственно возможный способ реализации этого условия - освещение объекта источником когерентного света. Поэтому система не подходит для передачи сцен большой протяженности, самосветящихся объектов или освещенных естественным (например, солнечным) светом. В связи в этим даже при наличии необходимых источников когерентного излучения организация внестудийной работы голографических систем воспроизведения становится проблематичной. Кроме того, современные телевизионные системы воспроизведения обладают разрешающей способностью практически в 100 раз меньше расчетной, следовательно, необходимо ее увеличение. Это очень сложная задача. И если для ряда частных случаев не возникает существенных трудностей, то в общем случае для передачи голограмм реальных объектов требуется ширина полосы пропускания во много раз больше стандартной, равной 6,5 МГц. [c.117]

На первом этапе подготовки эталонного описания из ЦММ удаляются те её элементы, которые, возможно, не могут быть получены или локализованы на текущем изображении для заданных значений пространственных координат точки наблюдения строится геометрическая модель наблюдаемой сцены в цифровой форме с нанесенной точкой прицеливания. [c.178]

Устойчивость пространственных связей оценивается с учетом возможных изменений значений ракурса визирования сцены, вызванных ошибками подготовки ЦММ и ошибками определения значений точки визирования. [c.179]

Теория условных изображений Н. Ф. Четверухина, дополненная целостным композиционным анализом процесса формообразования, позволяет организовать графическую деятельность конструктора (дизайнера) таким образом, чтобы в максимальной степени обеспечить свободу творчества. Ограничение такой свободы связано только с конкретной структурой изображаемой формы и необходимостью подсчета параметров, расходуемых при изображении пространственной сцены. При небольшом навыке чувство полноты изображения и параметража становится внутренним чувством, определяющим деятельность конструктора. [c.33]

Для студентов большие трудности представляет мысленная систематизация поверхностей при чисто линейном характере изображения. Сохранение построенческих линий, соответствующих промежуточным этапам формообразования, приводит к тому, что неразвитое восприятие не может схватить целостные закономерности моделируемой пространственной сцены. На этапе овладения методикой пространственнографического моделирования студентам необходимо доступное средство систематизации визуально-пространственной структуры. И если вначале студенты несколько злоупотребляют тональными средствами, то по мере совершенствования навыков моделирования визуально-пространственная структура изображения эффективно отображается лишь характеристиками формообразующих линий. [c.54]

Срав1не ние выразительности получаемого решения для объемной и пространственной композиции позволяет сделать вывод о предпочтительности данного структурного алгоритма для отображения пространственной сцены (рис. 1.5.2). Особенно удобно его использование для ортогональных проекций технических объектов, которые получают от построения теней как бы дополнительную пространственную характеристику (рис. 1.5.3). [c.57]

Композиционный аспект формообразования значительно шире проблемы графического моделирования. Он имеет объ-емн0-пр0странстввн1ную природу. Основными элементами композиции в технике являются объем и пространство как единое целесообразно организованное целое. Пространственнографическая модель отображает лишь одну возможную сторону данного системного образования. Изображение на конструктивном эскизе всегда связано с определенной статической точкой зрения на моделируемое пространство. Гораздо большими возможностями обладает в этом плане визуальная пространственно-графическая модель на базе ЭВМ. Существуюш,ие программы осмотра пространственной сцены позволяют максимально приблизить восприятие композиции на модели к реальной действительности. [c.62]

Рис. 3.3.7. Тональная разработка глубины объемной композиции Рис. 3.3.8. Тональная разработка глубины пространственной сцены Рис. 3.3.9. Использование различных алгоритмов показа глубины уплотнение пространства-фона (а), высветление фона (б)

В сложных объемных композициях и пространственных сценах для показа многоуров1невости необходимо использовать одновременно обе приведенные схемы. Чтобы не запутаться в большом количестве вариантов возможной реализации тональной разработки уровней глубины, следует по-М1нить главное правило для изображения пространственного выдвижения отдельной части формы необходим контраст тонального решения ее силуэта. [c.120]

Рассмотрим некоторые аспекты получения голографического изображения пространственных сцен для индивидуального и коллективного наблюдения и передачи голографического изображения по телевидению. [c.190]

Более подходящим является перспективное изображение пространственных сцен. В следующих трех главах описываются способы построения различных видов перспективных проекций проволоч- [c.242]

Проекция ортогональная 273 Прожигание люминофора 33 Простановка размеров (intera tive dimensioning) 227 Пространственная сцена 242 Процедуры недетерминированные 302 [c.567]

Интересен неосуществленный проект трехпролетного покрытия Казанского вокзала, 1911 — 1940 гг., архитектор А. В. Щусев. Центральный пролет дебаркадера (55 м) перекрывается системой трехшарнирных арочных ферм (высота в коньке 24 м). Ажурная торцевая металлическая стенка-ферма обеспечивает жесткость всего здания в целом в поперечном направлении, а в продольном направлении это достигается с помощью массивных бетонных порталов между арками (инженер А. Ф. Лолейт), служащих одновременно средством сообщения между нефами. По своим параметрам и конструктивной системе этот проект относится к числу лучших покрытий того времени. Удачно найденные пропорции центральных и боковых арок, разнообразие фактурных и цветовых сочетаний (бетон, металл, стекло), хорошая композиция и объемно-пространственное решение позволяют говорить о высоких технических и архитектурных достоинствах этой работы В. Г. Шухова. Научный уровень внес В. Г. Шухов в разработку такого типа сооружений, как учебные здания Комисса-ровское техническое училище, 1891 — 1892 гг., архитектор М. К. Гепп.енер реконструкция Московского училища живописи, ваяния и зодчества, архитектор Н. С. Курдюков Высшие женские курсы, 1910— 1913 гг., архитектор С. У. Соловьев и др. Он создает просторные аудитории и картинные галереи с верхним светом, легкие, стремительные лестницы, активно внедряя металлические конструкции и стекло в интерьеры зданий. В. Г. Шухов принимает участие в создании конструкций сцены и перекрытия Московского Художественного театра — очага духовной жизни Москвы, а также университетской обсерватории. [c.155]

На основе метода фурье-голографии А. X. Лин предложил способ пространственнойтчастотной выборки, который позволяет сокращать спектр пространственных частот голограммы в тысячи раз, но пригоден только для визуального наблюдения объекта. Суть этого метода заключена в особенностях фурье-голографии положение восстановленного изображения инвариантно к параллельному перемещению голограммы в своей плоскости. Особенность человеческого зрения заключается в том, что для наблюдения объемной сцены более важен горизонтальный параллакс, чем вертикальный. Опираясь на эти особенности, А. X. Лин предложил составлять мозаику из выборок (участков) голограммы, причем выборки из голограммы располагать с сохранением ориентации относительно друг друга и в одной и той же плоскости [ 99]. [c.275]

Каждая из этих трех подсистем голографического неразрушающего контроля будет давать на выходе большой объем данных, которые необходимо подвергнуть количественной обработке, чтобы получать осмысленные результаты. Эта задача должна решаться оптической сканирующей системой (приемник — анализатор данных изображения), которая включает в себя цифровую ЭВМ. Основная функция оптического сканнера заключается в том, чтобы с высокой скоростью и в пределах формата, используемого для ввода/вывода в цифровой ЭВМ, представить данные о пространственном распределении интенсивности в двумерной сцене. [c.350]

Зеленая составляющая записывалась при угле дифракции 0q, соответствующем пространственной частоте Vq, которая при считывании обеспечивает распространение зеленой компоненты падающего белого света вдоль проекционной оси, проходящей через центр щели. Опять ширина щели такова, что она позволяет зеленому свету в данной полосе длин волн попасть на экран, тогда как остальные цвета блокируются. Красная составляющая объекта записывается при наименьшем угле опорного пучка, что соответствует картине интерференционных полос с наименьшей пространственной частотой, так что при считывании экрана достигнут лишь красные составляющие белого восстанавливающего пучка. Следует заметить, что при очень небольшой ширине щели в изображении воспроизводится наиболее широкая гамма цветов, но за счет яркости на экране. В действительности полоса пропускания для каждого из первичных цветов может быть достаточно широкой при хорошей яркости и удовлетворительном цвете. В частности, ширина полосы первичных цветов, используемая в цветном телевидении, является хорошим компромиссом между цветовой насыщенностью и яркостью. Если транспаранты цветоразделенных изображений выполнены путем последовательного фотографирования цветного изображения через фильтры Wratten 25, 58 и 47В, то полученная ширина полосы пропускания вполне удовлетворительна. Для тоге чтобы получить высокую точность цветопередачи в восстановленном изображении, первичные составляющие необходимо подвергнуть маскированию либо методом, используемым в полиграфии для корректировки всей гаммы цветов, либо методом электронного сканирования цветного оригинала сцены, прошедшего электронную обработку с целью корректировки отдельных цветовых составляющих. [c.473]

Если рассматривать элементарное изображение, создаваемое одной линзой растра как наименьший элемент интегральной фотографии, то можно утверждать, что в каждом элементе интегральной тографии записано все изображение сцены и, наоборот, каждая точка предмета зарегистрирована на всей поверхности интегральной фотографии. Это является отличительной особенностью пространственной записи. [c.14]

Ниже обсуждается возможность развития рассмотренного выше подхода в построении проекций трехмерной геометрической модели сцены для произвольного положения точки наблюдения. В этом случае используется предположение о том, что для некоторых пространственных преобразований, в том числе наиболее интересующих нас — вращения, сдвига и масштабирования, любая произвольная 20-проекция данного трехмерного объекта может быть представлена в виде простой линейной комбинации набора других 2D-проекций этого объекта. При этом коэффициенты такой линейной комбинации связаны друг с другом некоторыми жесткими функциональными ограничениями, а количество необходимых исходных изображений (предвычисленных проекций, модельных изображений) в такой линейной комбинации достаточно мало и зависит от вида пространственных контуров объекта. [c.172]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...