Модели машинной графики

Системы машинной графики отображают отработанную информацию о процессах или объектах в виде синтезированного отображения на экране дисплея или другой экранной плоскости. Для систем машинной графики источником входной информации является не сами физические процессы, а их математические модели. Такие модели в общем случае представляют упорядоченную совокупность данных, числовых характеристик, параметров, математических и логических зависимостей, отображающих структуру, свойства, взаимосвязи и отношения между элементами объекта, а также между объектом и его окружением.

Модели как правило являются обобщенными, предназначенными для описания класса объектов. Индивидуальный объект описывается вводом конкретных значений параметров системы.

Изображение, которому ставится в соответствие моделируемый аналог называется оригиналом.

При оценке степени соответствия синтезированного изображения и оригинала будем использовать три уровня подобия:

1. физическое

2. психофизическое (физиологическое)

3. психологическое

Физическое подобие устанавливается на уровне трех групп характеристик:

1. геометрических ( пространственных )

2. яркостных ( энергетических )

3. временных

При физически точном подобии эти характеристики синтезированного изображения должны либо полностью соответствовать оригиналу, либо быть ему пропорциональными.

При психофизическом уровне подобия соответствие устанавливается на уровне зрительных ощущений. В силу ограниченных возможностей зрительного аппарата при некотором уровне искажений наблюдатель не ощущает разницу между синтезированным изображением и оригиналом.

Психологическое подобие предполагает, что по общему восприятию синтезированное изображение и оригинал являются схожими. В следствии этого синтезированное изображение обеспечивает формирование наблюдателя вполне определенного суждения о реальном или сюжете, хотя синтезированное изображение существенно отличается от оригинала по физическим характеристикам.

Пример

Задача, решаемая на уровне психологического подобия: формирование трехмерных контурных изображений ( чертежей), выполненных в выбранной аксонометрической проекции.

Необходимость синтеза изображения на уровне синтеза физического и психофизического подобия возникает при решении следующих задач:

4. имитация визуального наблюдения обстановки в видео-тренажерах

5. создание банков эталонных изображений автоматического распознавания систем

6. оценка внешнего вида и эстетических свойств проектируемых изделий или объектов.

В обобщенном виде процедуру синтеза изображения можно представить следующей формулой:

Gси=Aмг ( Gмод , где соответственно

Gмод - модель наблюдаемого объекта ( сцены )

Aмг - оператор преобразования (обрабатываемая программа системы машинной графики)