第4讲 图形表示及造型技术
- 格式:pps
- 大小:2.55 MB
- 文档页数:22
初中美术造型知识点整理美术造型是指在绘画、雕塑、建筑等艺术形式中,通过选定和处理物体的形象、空间、色彩等要素,创造出一种视觉形象的能力和技巧。
在初中美术学习中,造型是一个重要的知识点,它涉及到了人物形象、物体形象以及空间的表现等方面的技巧和理解。
下面将对初中美术造型知识点进行整理。
1. 形象的形状和线条形状和线条是构成形象的基础元素。
在初中美术学习中,学生需要学会观察和描绘不同形状的物体,如圆形、方形、三角形等。
同时,学生还需要掌握线条的表现技巧,如直线、曲线、波浪线等,通过线条的运用来描绘物体的轮廓和结构特征。
2. 人物形象的构成在初中美术学习中,学生开始接触人物形象的构成和描绘。
人物形象的构成包括头部、躯干、四肢等部分的比例和形状。
学生需要学会观察和描绘不同角度的人物形象,如正面、侧面、背面等。
同时,学生还需了解人物形象的特征,如面部表情、动作姿势等,通过这些特征来表达人物的个性和情感。
3. 物体形象的描绘除了人物形象之外,初中美术学习中还涉及到物体形象的描绘。
物体形象的描绘要求学生观察和描述物体的外形、材质、体积等特征。
学生可以通过运用不同的线条和色彩技巧来表现不同物体的质感和形体光影关系。
4. 空间的表现空间是一个基本的美术造型要素,它涉及到物体在三维空间中的位置、距离、大小等关系。
初中美术学习中,学生需要学会运用透视原理来表现空间的深度和距离感。
此外,学生还需要了解正透视、倾斜透视等不同透视方法的应用。
5. 色彩的运用色彩是美术创作中一个重要的造型手段。
在初中美术学习中,学生需要学会观察和描绘不同色彩的光影效果、明暗关系以及色彩的搭配和运用。
学生可以通过混合不同的颜色来创造出新的色彩效果,进一步丰富作品的表现力。
6. 构图和布局构图和布局是指在画面中安排和组织物体的位置、形状、大小等要素的能力。
初中美术学习中,学生需要学会通过调整物体的大小、位置、角度等来构建一个有组织的画面。
学生还需了解对称、平衡、重点突出等构图原则的应用,以及画面中的前景、中景、背景的划分和处理方法。
计算机图形学理论及应用技术机械工业出版社同名教材配套电子教案第4章图形表示及造型技术4.1 图形表示法综述4.1.1 图形表示应遵循的基本原则4.1.2 图形表示的环境约束4.1.3 表示图形对象的基本方法4.1.4 图形对象中实例的结构4.2 点阵图形的数学表示法4.2.1 点集表示法及数据压缩方法4.2.2 四元树/八元树表示法的理论及实现技术4.3 几何图形的数学表示法4.3.1 数学方程法4.3.2 用多项式进行曲线拟合4.3.3 复合图形的表示方法––––CSG树表示法4.3.4 边界表示法4.5 图形数据模型与图形数据库4.5.1 图形类的数学表示及图形类库模式 4.5.2 图形对象的数学模型4.6 造型技术4.6.1 特征造型技术4.6.2 分形造型技术4.6.3 体绘制技术4.6.4 从二维图像信息构造三维形体4.6.5 从二维正投影图构造三维形体4.6.6 实体造型技术4.6.7 几何造型中的元素表示习题44.1 图形表示法综述4.1.1 图形表示应遵循的基本原则1. 图形表示应具有存在性和惟一性2. 图形表示应具有准确性和精练性3. 图形表示应具有实用性和方便性4.1.3 表示图形对象的基本方法1. 图形视觉特征表示法2. 图形信息特征表示法3. 图形分层或分块表示法4. 记录图形构造规则表示法4.1.4 图形对象中实例的结构1. 紧密结构型2. 松散结构型3. 多元结构型4.2 点阵图形的数学表示法4.2.1 点集表示法及数据压缩方法1. 图像数据的步长压缩法2. 图像数据的差值压缩法3. 图像数据的块域符号压缩法4.3 几何图形的数学表示法4.3.1 数学方程法要表示一个端点为P 1(X 1,Y 1)和P 2 (X 2,Y 2)的线段P 1P 2,可以用直线方程表示:[]. 1,0 tt )Y Y (Y Y t )X X (X X 121121⎩⎨⎧∈-+=-+=平面上曲线段参数方程的一般形式为:[]. t ,t t)t (Y Y )t (X X 21∈⎩⎨⎧==4.3.3 复合图形的表示方法––––CSG树表示法4.3.4 边界表示法用边界法表示的关系模式为:点表( 点编号,X坐标,Y坐标,Z坐标 );线表( 线编号,点编号,点编号 );面表( 面编号,线编号 );体表( 图编号,面编号 );图表( 图编号,条件,属性值 ).4.5 图形数据模型与图形数据库4.5.1 图形类的数学表示及图形类库模式1. 图形类和图形分类的区别图形类不是前面介绍过的图形分类,两者之间的区别为:1) 图形类是对所具有相同方法的图形对象进行抽象的结果,而图形分类则是按图形对象具有的外观特征进行抽象结果,两者分类原则不同。
2) 图形类是对图形对象抽象,图形分类是对图形类的抽象,两者分类的目标不同。
3) 图形类与图形对象之间具有惟一性,即一个图形对象只能并且必须属于一个图形类,而图形分类与图形类之间不具有这种特性,一个图形类可以属于几个图形分类。
4) 图形类是对图形对象的全面地、详细地抽象或概括,属于同图形类的图形对象在各方面性能都一致,而图形分类则是对图形类的局部的或某方面性能的抽象,属于同一个图形分类的图形类在一些方面性能相近,在其他方面性能可能相差甚远。
3. 系统图形类和用户图形类系统图形类和用户图形类的区别和联系为:1) 系统图形类是常见的基本图形对象类,为用户提供了基本图形对象的表示方法和处理方法;而用户图形类则常常是复合子图,其图形处理方法一般以系统图形类为基础。
2) 系统图形类通过相应的语句规定其表示方法和处理方法,用户图形类通过数据库定义表示方法,通过过程设计处理方法。
3) 用户图形类通过图形类数据库存储、管理和控制。
用户通过图形类数据库的数据操作实现对图形类的增加、删除和修改功能,其中定义图形类的功能包括定义新的图形类、新的图形表示方法和新的图形操作方法三项。
系统图形类也可以通过图形类数据库管理,其管理对象主要是图形表示法。
4. 图形类数据库的模型图形类数据库包括图形类说明库(class_expla)、图形类操作方法库(class_means)、图形类表示方法库(class_expre)三个基本库。
它们的主要内容有:class_expla (class_code, class_name, super_code, class_para, object_para, insta_para);class_means (class_code, opera_code, opera_name, opera_proce, nput_para, outpu_para);class_expre (class_code, expre_code, expre_name, expre_para, expre_object).4.5.2 图形对象的数学模型1. 图形对象的数学表达图形对象也可以用六元组表示,其表达式为:GN < CN, DTS, SA, OA, IR >GN < CN, DTS, SA, OA, IR >其中:1) 图形对象名GN ( Graph Name )是图形对象的标识。
2) 图形类名CN ( Class Names )是图形对象所属图形类的标识。
3) 数据集DTS ( Data set )是图形对象的图形数据集。
4) 状态参数SA( Status Arguments )表示图形对象的执行消息和返回情况。
5) 图形操作OA(Operation Arguments )描述图形对象操作类型和操作参数。
6) 实例集IR ( Instance Reference )说明实例集以及引用操作条件。
3. 分形造型的常用模型(1) 随机插值模型(2) 粒子系统模型(3) 正规文法模型(4) 迭代函数系统模型4.6.3 体绘制技术实现重新采样从理论上说应有以下几个步骤:(1) 选择适当的重构函数,对离散的三维数据场进行三维卷积运算,重构连续的三维数据场。
(2) 对连续的三维数据场根据给定的观察方向进行几何变换。
(3) 由于屏幕上采样点的分辨率是已知的,由此可计算出被采样信号的奈奎斯特(Nyquist) 频率极限,采用低通滤波函数去掉高于这一极限的频率成分。
(4) 对滤波后的函数进行重新采样。
4.6.5 从二维正投影图构造三维形体通过综合三视图中的二维(2D) 几何和拓扑信息,在计算机中自动产生相应的三维(3D) 形体的几何与拓扑信息,是计算机图形学领域中有意义的课题之一。
目前国际上对该问题的研究己取得了相当的进展,但尚不完善。
主要问题集中在以下几个方面:(1) 如何排除病态解。
(2) 如何找到与三视图对应的全部解。
(3) 如何扩展形体的覆盖域。
4.6.6 实体造型技术1.体素拼合和边界表示数学类包含以下几种属性:(1) 位置:直角坐标系中的一个点。
(2) 矢量:直角坐标系中的一个位移。
(3) 单位矢量:矢量的派生类。
(4) 矩阵:3×3射影变换。
(5) 变换:4×4矩阵,作用于齐次形式的三维矢量。
(6) 参数:曲线上点的浮点参数值。
(7) 位置参数:曲面上点(u,v) 的参数值。
(8) 参数域矢量:参数平面上的矢量(du,dv)。
(9) 参数域方向:参数平面上的单位矢量。
(10) 参数域包围盒:(low-u,high-u,low-v,high-v) 四元组。
几何类有以下几种属性:(1) 曲线(2) 曲面曲面是基本类,它派生以下几种子类:1)平面 2) 圆锥面 3) 样条曲面拓扑类包含以下几种属性:(1)体 (2) 壳 (3) 子壳 (4) 面 (5) 环(6) 共边 (7) 边 (8) 顶点 (9) 线随着CAD工作从几何建模转向产品建模,实体造型技术也相应地发生变化。
这主要体现在以下几个方面:(1) 采用非流行形式,在产品模型中混合使用线框、曲面和实体元素。
(2) 以精确表示形式存储产品的曲面实体模型。
(3) 引人参数化、变量化建模方法,便于进行设计上的更改。
(4) 引入关联性,使得对产品主模型的更改能自动传递到由此派生的其他应用模型,即二维图样、有限元网格破分及加载模型、数控加工走刀轨迹、数控测量程序等。
(5) 采用特征设计方法,建立产品设计的知识库和推理机制。
(6) 简化用户界面,直接在产品的真实感明暗图上进行打样设计,实时操作三维真实感模型。
4.6.7 几何造型中的元素表示1.CAD技术的发展2. 几何造型的简要介绍3. 几何元素的定义(1) 点点是零维几何元素,有分端点、交点、切点和孤立点等。
(2) 边边是一维几何元素,是两个邻面(正则形体)或多个邻面(非正则形体)的交界。
(3) 面面是二维几何元素,是一个形体上有限、非零的区域,由一个外环和若干个内环界定其范围。
(4) 环环是有序、有向边(直线段或曲线段)组成的面的封闭边界(5) 体体是三维几何元素,是由封闭表面围成的空间,也是欧氏空间中非空、有界的封闭子集,其边界是有限面的并集。
(6) 体素体素是可以用有限个尺寸参数定位和定形的体,常用3种形式定义。
1) 从实际形体中选择出来,可用一些确定的尺寸参数控制其最终位置和形状的一组单元。
习题44.1 试述图像数据压缩的步长法、差值法和块域符号法,指出它们的数据压缩特点和使用场合。
4.2 试述四元树法,指出其特点。
4.3 自己画一个不规则的图形,用四元树表示它。
4.4 以圆柱为例,用CSG表示法进行表示。
4.5 简述常用有哪些造型方法?指出它们的优缺点。
4.6 特征造型系统主要采用哪些设计方法?简述各种方法的处理过程,分析其优缺点。
4.7 在特征造型系统中,特征如何表示?特征的约束有哪些?4.8 试述分形造型的思想方法。
指出分形造型对模型的要求。
4.9 分形造型的常用模型有哪些?试述其特点和应用场合。
4.10 简述CAD技术的发展情况。