Slovník pojmů počítačové grafiky
3D Textura
Textura
definovaná nejen vzorkem na povrchu, ale třírozměrně v celém
objemu modelu. Běžná dvourozměrná textura se.promítá na povrch
objektu tak, že výsledný vzorek zůstává prakticky stejný bez
ohledu na směr, jaký příslušná plocha svírá s
osou předmětu. Naproti tomu u 3D textury je povrchový vzorek
příslušným řezem objemového vzorku. Proto u materiálů. které
mají určitou vnitřní strukturu, typicky například u dřeva, se
vzorky na povrchu na různých stěnách liší tak, jako by model byl
skutečné vyřezán ze dřeva.
6 DOF (6
Degrees Of Freedom, 6 stupňů volnosti)
Šest
základních složek, na něž lze rozložit jakýkoliv obecný pohyb.
Jde o tři složky translační (posuvné) ve směru každé ze tří
základních os (x, y, z), definujících kartézský prostor, a tři
složky rotační okolo každé z těchto os.
ADI
(Autodesk Device Interface)
Otevřený
standard rozhraní vyvinutý firmou Autodesk a používaný výrobci
grafických a periferních zařízení k optimalizaci jejich výrobků
na provozování programového vybavení Autodesku. ADI ovladače lze
použít pro reálný režim (real mode - jakýkoliv DOS systém) i pro
rozšířený režim 386 (protected mode - procesor třídy 386 a
vyšší).
AEC
(Architecture Engineering Construction)
Obor
výpočetní techniky patřící do třídy CA technologií, který
zahrnuje prostředky pro počítačem podporované navrhování a
projekci v oboru architektury a stavebnictví. V poslední době
stále roste význam návaznosti tohoto oboru na obor vizualizace
(realistického znázornění) a animace i na příbuzný obor
geodetických a kartografických systémů a geografických
informačních systémů GIS.
Alpha blending
Prolínání alfa kanálů, Způsob, jak vytvořit efekt
průsvitnosti a průhlednosti objektů.
Alpha
channel, alfa kanál
Dalších,
obvykle 8 informačních bitů připojených k informaci o barvě
obrazového bodu (pixelu). Běžně se užívá k uložení
informace o průhlednosti, která může být s výhodou využita pro
skládáni obrazu překrýváním a maskováním. Při animaci se
užívají tzv. pohyblivé alfa masky.
Animace
Simulace
pohyblivé scény postupným zobrazováním (promítáním) řady
statických scén, odpovídajících jednotlivým fázím simulovaného
pohybu. Je-li frekvence zobrazování dostatečně vysoká (alespoň
20 snímků za sekundu), vzniká iluze plynulého pohybu. V
počítačové grafice se mohou jednotlivé snímky promítat na
monitor nebo je lze zaznamenat na videorekordér, klasický
filmový materiál, případně, s perspektivou dalšího zpracování,
na počítačová média pro záznam dat.
Anizotropní filtrování
Filtrovocí technika zlepšující překreslování textur v
závislosti na úhlu, pod kterým je povrch pozorován.
Antialiasing (vyhlazování)
Filtrace
obrazu zeslabující aliasing (roztřepeni), „zubatost", která
vzniká vlivem konečné velikostí obrazového prvku na obrysech
různě barevných ploch rastrových obrazů. Roztřepení je nejvíce
patrné u obrysů, které jsou šikmé k řádkům i sloupcům obrazových
prvků. Například u tmavé čáry na světlém pozadí se „zuby"
zmenšují tím, že se jejich vrcholky zobrazí poněkud světlejší
barvou, než je barva čáry, a zřetelnost „dolíků" zase tím, že se
jejich vrchol zobrazí tmavším odstínem, než je pozadí. Podobným
způsobem pracují techniky na zdokonaleni tisku laserových
tiskáren, místo přechodového odstínu je však použita menší
velikost obrazového bodu.
Anti-aliasing
Technika
používaná na bitmapové obrázky v šedé škále anebo barevné, která
vyhlazuje ostře kontrastní diagonálně ubíhající hrany. Šikmo
ubíhající hrany jsou vyhlazovány měněním barevného odstínu
obrazovkových bodů (pixelů) sousedící s hranou, podle toho kde a
jak jimi hrana probíhá.
Nejcharakterističtějším příkladem je černý text na bílém pozadí.
Bez anti-aliasu vypadají šikmé hrany a oblouky písmen zubatě
jako schody, což se projeví zejména na displejích s nízkou
rozlišovací schopností. Aplikací anti-aliasu změkčíme okraje
písmen tak, že každý černý pixel bude stoprocentně černý jen
tehdy, když je ohraničen dalšími černými body. Pokud se pixel
nachází na okraji písmene, na rozhraní černé a bílé, bude jeho
odstín částečně zesvětlen, a to v proporčně v poměru k množství
bílých sousedících pixelů.
Asociativita
Vzájemný
vztah mezi prvky výkresu či modelu. Je-li rozměr označen
asociativní kótou, potom se při změně rozměru modelu nebo
výkresu editačními nástroji odpovídajícím způsobem změní i
hodnota kóty. Obousměrná asociativita pracuje i naopak, při
přepsání hodnoty kóty na výkrese nebo modelu se příslušným
směrem změní rozměr výkresu nebo modelu. Asociativní šrafování
se při změně obrysu šrafované plochy automaticky přizpůsobí
novému tvaru obrysu.
Aspect
ratio
Poměr
stran jednoho obrazovkového bodu (pixelu) displeje.
Je dávána přednost bodům čtvercovým, zatímco většina displejů
zobrazuje body s poměrem stran 5:4.
V praxi se tento poměr projeví tím, že vykreslená kružnice má na
obrazovce eliptický tvar.
Bandwidth
(šířka pásma)
Rozsah
frekvencí přenášeného signálu. Rozlišení videoobrazu závisí na
šířce pásma, která je k dispozici pro přenos signálu.
Signál NTSC má šíři pásma 4,2 MHz, PAL 5,5 MH7.,
SECAM 6,5 MHz.
Betacam
Metoda
vysokorychlostního komponentního (složkového)
videozáznamu, vyvinutá firmou Sony a poskytující vysílací
kvalitu obrazu při záznamu na půlpalcovou pásku.
Bezierova
křivka
Je křivkou
přesně definovanou matematickou funkcí.
Bezierova křivka se souřadnicemi P(u), kde se u mění od 0 na
začátku do 1 na konci křivky, je definována souborem n+1
řídících bodů (X(i). Y(i). Z(i), kde i = 0 až a), které
ovlivňují její tvar:
P(u) = Sum (i=0..n) [(X(i), Y(i), Z(i)) * B(i, n, u)]
B(i, n, u) = C(n, i) * u^i * (1-u)^(n-i)
C(n, i) = n!/i!/(n-i)!
Bezierových
křivek se využívá především ve vektorově orientované grafice.
Bézierovy
křivky
Jsou
speciálním případem aproximačních polynomických křivek, hladkých
křivek, které se zadanou přesností procházejí v blízkostí daných
bodů (uzlových) a jsou popsány polynomem určitého stupně. Tvar
Bézierových křivek je definován řídícím polygonem. Při použití
vhodného algoritmu zahrnuje výpočet konkrétního Bézierova
polynomu pouze operace sčítání a násobení. Díky tomu je výpočet
velmi rychlý, což umožňuje pohodlnou interaktivní modifikaci
Bézierovy kfivky změnou polohy řídících bodů. Racionální
Bézierovy křivky se vyznačují tím, že každý z řídících bodů může
mít jinou váhu, tedy jinou míru vlivu na tvar křivky, a editaci
tvaru křivky lze provádět bez změny tvaru řídícího polygonu
pouhou změnou váhových koeficientů.
Bilineární
a trilineární filtrování
Vyhlazuje
textury ve scéně a navíc zvyšuje realistický bzhled objektů.
Zamezuje vzniku viditelných bloků textury ve scéně.
Bitmap
(bitová mapa, rastrová grafika)
Dvourozměrná grafika složená z matice (řádek a sloupců)
barevných bodů nebo bodů různých odstínů šedi, případně jen
černých a bílých bodů. Pro popis bitmapy v počítači se používají
různé formáty souborů, lišící se způsobem kódování a případně i
komprese. Komprese lze v podstatě rozdělit do dvou skupin: na
komprese bez ztráty informace a na kompresní algoritmy, které
připouštějí určitou ztrátu informace. Nejjednoduššími formáty
pro popis bitmapy jsou formáty PCX a GIF, nejužívanější (pro
vyšší barevnosti) formáty TIFF, TGA a BMP. Zejména se
zpracováním obrazů a videosignálů se objevují moderní formáty s
vysokým stupněm komprese, například formáty JPEG,
respektive MPEG s nastavitelným stupněm komprese, nebo
formát FIF, užívající principy fraktální geometrie. Rastrový
formát je protipólem inteligentního vektorového formátu,
který je základním způsobem popisu obrazu užívaným v CA
technologiích.
BLOBS
viz
metaballs
Blue-screening
Blue-screening je technika, která se používá předšvím ve filmu
ke vkládání části jednoho obrazu do druhého.
Postava či předmět, který má být vložen do jiné scény, se umístí
před modré pozadí. Modrá se používá nejčastěji, protože je
nejméně častou barvou na lidském těle. Je natočena
videosekvence. Potom je vložena do jiné videosekvence tak, že
všechna místa, kde se modrá vyskytuje, jsou brána jako
průhledná. Do nich se zobrazuje sekvence číslo dvě. Výsledkem je
meteorolog procházející se po mapě.
Boolean
operations (booleovské operace)
Matematický aparát pro provádění množinových (logických) operací
v prostoru, tj. vyšetřování sjednocení, průniku a rozdílu mezi
třírozměrnými objekty.
B-rep
(Boundary representation, hraniční reprezentace).
Jeden ze
dvou základních způsobů modelové reprezentace třírozměrných
objektů užívaných v počítačové grafice (B-rep a CSG).
Hraniční reprezentace definuje těleso pomocí jeho hranic, jimiž
se rozumí hrany nebo obecné plošné objekty. Tato reprezentace je
univerzálnější než CSG a poskytuje přesnější popis těles,
zejména v navazujících a přechodových plochách, je však
náročnější na výkon počítače a dokonalost programového
zpracování. CSG používá například AutoCAD AME, B-rep AutoCAD
Designer.
Bump map
(bump textura)
Technika,
kterou je možné povrchu3D modelu dodat zdánlivý vzhled ne hladké
plochy, ale plochy nerovné, s určitým, vzhledem k rozměrům
objektu relativně drobným plastickým vzorkem, reliéfem (hrubá
látka, kůra stromu). Povrch modelu ve skutečnosti zůstává
hladký, efektu je dosaženo pouze přiřazením různých směrů
normál, podle nichž se počítá zdánlivá barva povrchu (viz
stínování a také displacement map)
CA
technologies (Computer Aided, počítačem podporované technologie)
Moderní
třída počítačových technologií využívajících zejména prostředky
počítačové grafiky a modelování a zaměřených na počítačovou
podporu konstrukce, projekce, analýzy a řízení v inženýrských
oborech. V současné době se do ní zahrnují zejména CA
technologie ve strojírenství (MCAE), ve stavebnictvi a
architektuře (AEC), elektrotechnice a elektronice (CAE),
v geodézii a kartografii s významným podílem geografických
informačních systémů GIS, v oblasti správy majetku FM
(Facilities Management), a také velmi komplexní obor návrhu
provozních a zpracovatelských celků (P&P, Process and Power nebo
PDA, Plant Design Automation). Pojem CA technologie začíná
nahrazovat dříve obecně užívaný termín CAD, Do
samostatných oborů se profilují také podobory jmenovaných
základních oborů; typickým příkladem je MCAE. Novým
interdisciplinárním oborem je správa technické dokumentace,
EDM.
CAD, CADD
(Computer Aided Design/ and Drafting, počítačem podporované
navrhování/ a kreslení)
Pojem CAD
je dosud často užíván obecně k označeni všech CA
technologií. S rozvojem nových oborů a přizpůsobováním se
jejich požadavkům však ztrácí na výstižnosti a přesnosti. Proto
z hlediska jednoznačnosti doporučujeme užívání pojmu CA
technologie (užívá se také označení CA.. technologie nebo CAx
technologie) a zkratku CAD, nebo spíše CADD vyhradit pro určitou
skupinu CA technologií ve strojírenství. Drafting znamená
technické kreslení, na rozdíl od paintingu, uměleckého
kresleni, užívaného v DTP a zpracování obrazů.
CMY, CMYK
(Cyan-Magenta-Yellowblack, azurová-purpurová-žlutá-černá)
Způsob popisu a generováni barevných odstínů pomocí subtraktivní
kombinace různých intenzit jmenovaných základních barevných
složek. Užití aditivního nebo subtraktivního skládání barev
závisí na použitém médiu, případně na zobrazovacím nařízení.
Například na počítačovém monitoru vznikají barevné odstíny
aditivním skládáním světla tří základních barev; červené, zelené
a modré (viz RGB). U tiskových výstupů je odstín barvy
závislý na tom, které vlnové délky (barvy) plocha pohlcuje, a
proto je nutné užít subtraktivní způsob skládání barev, ve
kterém jsou základními složkami azurová, purpurová a žlutá
(CMY). Pro jednodušší vytváření většinou černých textů a lepší
barevné podání černých ploch a stínů se v ryze tiskařské
variantě CMYK k těmto třem složkám přidává i ještě černá složka.
CNC
(Computerised Numerical Control)
Počítačem
řízená výroba nebo výrobní zařízení.
CRT
(Cathode Ray Tube)
Katodová
trubice, vakuová obrazovka - základní součást klasických
monitorů i televizních přístrojů.
CSG
(Constructive Solid Geometry)
Druhý za
základních způsobů modelové reprezentace třírozměrných objektů
běžně užívaných v počítačové grafice (B-rep a CSG). Model
je definován jako množinová (booleovská) kombinace
základních geometrických těles, tzv, primitiv (např. kvádr,
koule). Jejich postupným slučováním, průniky a rozdíly se
vytváří výsledný model 3D objektu.
Data glove
(datová rukavice)
Rukavice s
vhodně umístěnými snímači, která registruje pohyby prstů i celé
ruky uživatele, který si ji nasadí. Používá se jako vstupní
zařízení umožňující simulovat zdánlivé působení uživatele na
objekty virtuální reality modelované v počítači. Pro
realizaci náročných simulací se užívá obdobně koncipovaný
„oblek", registrující pohyby celého těla. Jedním z nejnovějších
použití datové rukavice je „teleoperace", při níž zkušenější
chirurg pomáhá na dálku svému kolegovi. Oba jsou přitom spojeni
přes pracovní stanice na síti a mají navlečeny datové rukavice.
Digitizer
(digitalizátor)
Obecně
přístroj převádějící zobrazení textu nebo grafiky do
elektronicky kódované číselné formy. Název digitalizátor se
obvykle používá v zúženém významu. Označuje pak zařízení k
ručnímu převodu čárové (vektorové) grafiky do
elektronické formy, při kterém obsluha ručně (na rozdíl od
automatického optického digitalizátoru, skeneru) sleduje
čáru na výkrese elektronickým perem nebo puckem, zařízením
podobným myši a vybaveným obvykle lupou s nitkovým křížem a
řadou funkčních tlačítek. Viz také tablet. Moderním a
provozně praktickým řešením je svinovací (Roll-Up)
digitalizátor, jehož základní deska není pevná, ale pružná,
takže se dá svinout do tvaru trubky a snadněji přepravovat
(výhodné zejména při větším formátu).
Dimension
driven design (kótami ovládané konstruování)
Moderní
prvek v CA technologiích, který využívá obousměrné
asociativity kót. Znamená to, že změní-li se editačními
nástroji rozměr modelu nebo výkresu, změní se nejen hodnota
kóty, ale i naopak - při přepsání rozměru kóty na výkrese nebo
modelu se příslušným směrem změní rozměr výkresu nebo modelu.
Je-li model plně obousměrně asociován s výkresem (jako např. v
AutoCAD Designeru), změní se zároveň odpovídající rozměr na
modelu i ve všech pohledech příslušných výkresů.
Direct3D
Direct3D je standardizovaný programovací interface společnosti
Microsoft. Vývojáři 3D aplikací a her připravují programové
vybavení respektující tyto standardy, aby optimalizovali
spolupráci s 3D hardwarovou akcelerací různých systémů.
Displacement map
Speciální
textura pro modelování drobných nerovností povrchu
podobně jako bump map. Na rozdíl od ní však na povrchu
modelu vytváří skutečný třírozměrný profil nerovností, ne jen
zdánlivý, simulovaný změnami barvy,jaký je vytvářen u bump map.
Display
list
Technologie popisu obrazu na stínítku monitoru, při níž
grafická jednotka využívá speciální databázi s popisy
způsobu vytvářeni geometrických prvků. Seznam těchto prvků,
vytvářený současně se sestavováním počítačového modelu, pak
slouží k rychlé generaci obrazu při jeho zvětšování a zmemšování
(zoom), pohybech po ploše obrazu (pan) a obnovování obrazu.
Dithering
(rozptylování, tónování)
Vytváření
zdánlivých odstínů rastrového obrazu (bitmapy)
nejen základní barvou obrazového bodu (pixelu), ale i
vhodným střídáním či promíšením pixelů různých odstínů (u
černobílého obrazu simulování šedých odstínů hustším nebo řidším
uspořádáním černých bodů). Díky ditheringu je možné vynořit
obraz, který má zdánlivě více odstínů, než odpovídá dostupnému
sortimentu barev či barevnému rozlišení, tj. víc, než je
například na monitoru možné zakódovat do popisu barvy jednoho
pixelu (například více než 256 odstínů při 8 bitech na pixel).
Dithering
Pokud se zobrazuje obraz se 24-bitovou barvou na displeji s
pouze 16- či 8-bitovou barvou, musí dojít k jeho převedení na
nižší počet barev. Rastrování (dithering) je
jednou možnou cestou. Barvy, které přesahují rámec zobrazovacích
možností dispeje jsou nahraženy kombinací jiných barev, které se
již do 16- resp. 8-bitové palety vejdou. Například oranžová se
zobrazí jako střídání žlutých a červených bodů.
Existují různé metody rastrování - například Ordered či Error
Diffusion. metoda Ordered vytvoří symetrickou síť barevných bodů
a hodí se pro reprezentaci obrazů v velkými jednobarevnými
plochami. Naopak Error Diffusion vnáší do rastru nahodilost a
šum, a tak je ideální pro rastrování fotografií.
Dongle
viz
hardlock
dpi (dots
per inch, počet bodů na palec)
Měrná
jednotka, ve které se běžně udává rozlišitelnost obrazu
vytvářeného na rastrových hard-copy výstupních zařízeních
(tiskárnách, rastrových plotrech, případně osvitových
jednotkách). V současné době dosahují jehličkové tiskárny
rozlišení okolo 120 dpi, běžné laserové a inkoustové tiskárny
kolem 300 dpi v podélném i příčném směru, kvalitnější laserové
tiskárny 600 až 1200 dpi, osvitové jednotky asi 1000 až 3000
dpi. U barevného tisku je skutečná rozlišitelnost obrazu
podstatně nižší, než je dáno počtem tiskových bodů. Je to
způsobeno tím, že převážná většina tiskových technologií vytváří
jen body základních barev. Efektivním nejmenším elementem obrazu
je pak buňka (autotypický bod) několika tiskových bodů, pro
jednoduchost si představme například matici 5 x 5 bodů, v jejímž
rozsahu se dociluje požadovaného (zdánlivého) odstínu
ditheringem.
DTP
(DeskTop Publishing, stolní ediční systém)
Komplexní
systém pro zpracování publikací na stolním počítači. Kromě
bohatých možností typografického zpracování textů jsou typickými
funkcemi DTP systémů i začleňování grafiky do textu automatické
číslování stran, kapitol a odstavců, automatická generace obsahu
a rejstříku, vytváření tabulek, a zejména příprava podkladů pro
tisk. S oblastí CA technologií spojuje oblast DTP
technika zpracování obrazů i textů, až na to, že v CA oblasti je
větší důraz kladen na zpracování obrazů a modelování než na
zpracování textů (které je důležité v DTP), přičemž CA
technologie preferují vektorové formáty zobrazeni,
zatímco v DTP se častěji užívají formáty rastrové (bitmapy).
DXF
(Drawing eXchange File)
Formát pro
výměnu dat mezi CA programy, vyvinutý firmou Autodesk.
DXF soubor je ASCII textový soubor, popisující 2D i 3D
výkresové objekty. Stal se de facto standardem a je podporován
většinou CA produktů na platformě personálních počítačů.
EDM, také
PDM (Engineering
/
Product Data Management)
Správa technických dat, nový interdisciplinární obor na
pomezí oboru CA technologií, zabývající se zpracováním,
správou a řízením toku technických dat. Je to komplexní obor
vyžívající nástrojů z oblasti zpracování výkresů, textových
informací a tabulek i správy souborů na síti a elektronické
pošty.
Emulace
Napodobení. V oboru informačních technologií schopnost
emulujícího (napodobujícího) prostředí dosáhnout kompatibility s
originálem, na rozdíl od simulace, která se spokojuje jen
napodobením výsledku simulovaného procesu. Například tiskárna
emuluje jazyk HPGL, ale výpočet FEM simuluje
skutečné namáhání.
Entita
(prvek)
Nejmenší,
běžným postupem nedělitelná část výkresu nebo modelu (úsečka,
kružnice).
Expertní
systém
Expertní
systémy patří do oboru informačních technologii označovaného
jako umělá inteligence (AI, Artificial Intelligence). Jsou to
heuristické systémy řešící problémy ve specifických aplikačních
oblastech, které byly dosud řešeny pouze lidskými experty na
základě jejich zkušeností a „citu", například v technické i
lékařské diagnostice nebo provádění finančních předpovědí.
Přitom se řídí bází vědomostí, souborem pravidel, která
specialista, označovaný jako znalostní inženýr (Knowledge
Engineer), získává ze záznamu zkušeností a analýzy činnosti
lidských expertů a převádí do formy využitelné počítačovým
programem.
Feature
besed modelling (modelování konstrukčními prvky)
Postup
objemového modelování (viz solid modelling) nové
generace, při němž model není vytvářen ze základních těles,
primitiv (kvádr, válec, koule), ale z konstrukčních prvků.
Konstrukční prvky jsou objemové entity, které lépe než primitiva
odpovídají potřebám skutečné konstrukce (nálitek, žebro, otvor
sražení). Navíc mají jistou inteligenci, dokážou se samy správně
začlenit do modelu. Užívá se společně s parametrickým
modelováním a v této kombinaci podstatně zvyšuje efektivitu
a kvalitu konstrukce, protože zcela přirozeně podporuje klasický
konstrukční postup, při němž jsou na hrubém základním tělese
postupně vytvářeny jednotlivé tvarové detaily (přidáváním nebo
ubíráním konstrukčních prvků). Rozměry a detaily konstrukce se
pak metodou pokusu a omylu (editací prvků) upravují tak dlouho,
až je dosaženo záměru konstruktéra.
FEM, FEA
(Finite Element Method /Analysis, metoda konečných prvků, někdy
také MKP)
Diferenční
metoda k řešení fyzikálních problémů v reálném prostředí, která
má úzkou návaznost na grafické znázornění, modelování 3D
těles a zpracování na počítači. Složitější fyzikální pochody
(pružnost a pevnost, proudění, sdílení tepla a hmoty) lze
exaktně řešit jen pro geometricky jednoduché objekty. Proto se
tvarové složité reálné prostředí (fyzikální kontinuum) dělí na
větší počet elementárních, vzájemně souvisejících dílků
jednoduchého tvaru, konečných prvků, pro něž se dají
řešit příslušné diferenciální rovnice. Prvky musí souviset nejen
geometricky, ale i hodnotami fyzikálních parametrů (namáhání,
deformací, teploty, rychlosti, hustoty) na společných hranicích.
Z těchto podmínek a se napočtením působení okolí (okrajové
podmínky) lze sestavit soustavy diferenciálních rovnic, jejichž
řešením se získají přibližné průběhy fyzikálních parametrů
uvnitř obecného objektu. Výsledky jsou pochopitelné tím
přesnější, čím jemnější je rozdělení na konečné prvky, zároveň
však rychle narůstají nároky na zpracování. Výpočetní technika
se uplatňuje při dělení tělesa na konečné prvky a definici
okrajových podmínek (pre-processing), při vlastním výpočtu i
při vyhodnocování výsledků (post-processing). Programy pro FEM
jsou důležitou součástí komplexních CA systémů, zejména v oboru
AEC a MCAE.
Flat
Shading
Ploché
stínování. Jedná se o nejjednodušší způsob řešení stínů a
světelných odlesků na modelovaném objektu. Při flat shadingu se
celá část povrchu (ploška) vybarví a její jas se upraví podle
náklonu ke zdroji světla
Flexible
envelopes (dynamické obálky)
Velmi
progresivní technika 3D modelování a animace,
používaná k simulaci organických pohybů. Kostra
hierarchicky členěného systému (který lze velmi efektivně
animovat technikou inverzní kinematiky) je při ní obalena
systémem hladkých ploch, u kterých je možno definovat stupeň
deformace při vzájemném pohybu jednotlivých dílů systému. Tak
lze například velmi realisticky simulovat napínání
bicepsu při ohýbání ruky a podobné efekty.
Fogging
Speciální
grafický prvek umožňující vytvoření efektu mlhy ve scéně.
Font
Definice
tvaru sady znaků. Font je kombinací typu písma,jeho velikostí,
tloušťky (normální, tučné neboli bold) a sklonu (kurzíva neboli
italika). Jsou dva základní typy fontů, bitově mapované a
vektorové (obrysové, outline).Tvar vektorového fontu
(PostScript, TrueType)je dán matematickou definicí, proto stačí
mít popis jediné sady znaků pro všechny velikostí fontů.
Bitmapové fonty musí mít popis pro každou velikost, a proto
popis dostatečně široké řady bitmapových fontů zabírá mnohem
více paměti než vektorové (navíc je řada nespojitá a obrysy
znaků nejsou hladké křivky). Přes tyto nevýhody se
bitmapové fonty stále užívají, zejména proto, že tvar
vektorových fontů se vypočítává až před zobrazováním,což
vyžaduje čas a výpočetní výkon, a kromě toho se vektorové fonty
menši velikostí na zařízeních s malým rozlišením, například na
monitorech, nezobrazují příliš dobře.
Frame
buffer (obrazový bufer)
Vyhrazená
část paměti počítače nebo grafické jednotky (viz graphics
board), do které se ukládají údaje pro zobrazení
jednotlivých hodů snímku na monitoru. Jeho užití urychluje
zobrazování a změny snímků, protože současně s vytvářením obrazu
podle informace v buferu může probíhat vyšetřování dalšího
snímku.
Frame
grabber
Funkce
grafické karty nebo grafická karta (viz graphics board)
podporující vstup videosignálu do počítače v reálném čase.
Signál je zaznamenáván po jednotlivých snímcích, takže může být
v počítači uložen a dále zpracováván.
Frame rate
Počet
rámečků animace, které jsou promítnuty za jednu vteřinu.
Čím vyšší je počet promítnutých rámečků, tím je animace
plynulejší, ale vyžaduje více procesorového výkonu.
Gama
korekce
Světelná
intenzita bodu na výstupním zařízení (displeji) neodpovídá
lineárně velikostí signálu. To vede ke zkreslení barevného
podání. Barevný „bod" na stínítku se totiž skládá z červeného,
zeleného a modrého bodu. Mají-li všechny tři stejnou intenzitu,
ke zkreslení tónu nedojde. Zkreslení nastává při nestejné
intenzitě (signálu) jednotlivých barev. Barevná složka, jejíž
intenzita leží ve strmější části charakteristiky (u monitoru
nižší intenzita), záři více, než odpovídá poměrné velikostí
příslušného signálu; a naopak. Má-li například zelená složka
signálu nejnižší a červená nejvyšší podíl, bude výsledný odstín
na monitoru více zelený a méně červený, než by měl být podle
velikostí signálů. Tato chyba se kompenzuje zavedením gama
korekce,jejíž účinnost je definována hodnotou součinitele gama.
Genlock
(GENerator LOCKing device)
Zařízení,
které zajišťuje synchronizaci interního synchronizačního signálu
(například grafické karty) se vstupním signálem. Umožňuje tedy
kombinaci videosignálů ze dvou zdrojů, například při začleňování
živého videa do animačních sekvencí vytvářených počítačem.
Gourard Shading
Funguje podobně jako flat shading, jen navíc interpoluje jas na
přechodech mezi jednotlivými ploškami a model tak působí více
zaobleně.
Graphics
board, video controller (grafická karta nebo jednotka, grafický
procesor)
Speciální
jednotka pro zpracování obrazu na monitoru. Podle vybavení může
jít o jednotku typu frame buffer (samotný obrazový bufer
ale bývá také součástí grafických jednotek vyšších typů), o
akcelerátor nebo pravý grafický koprocesor. U jednotky typu
Frame buffer (např. VGA, S-VGA) je obrazová paměť organizována
po segmentech podobné jako u EMS paměti a obraz se vytváří
zapisováním a čtením paměti prostřednictvím centrální jednotky
počítače (CPU), proto výkonnost karty silně závisí na rychlosti
CPU a systémové architektuře počítače. Grafický akcelerátor
(např. XGA) je vybaven hardwarovým kódováním speciálních
grafických funkcí (kreslení čáry, vyplňování barvou), což
podstatně urychluje jejich provádění. Vzhledem k hardwarovému
kódování je však akcelerátor značně nepružný. U pravého
grafického koprocesoru jsou tyto funkce (je jich řádové téměř
sto) plně programovatelné, což kromě zvýšení výkonu přináší i
možnost optimalizace aplikaci a zajištění kompatibility s novými
produkty.
Grid a
Snap (mřížka a zachytávání)
Grid
neboli mřížka je speciální pomůcka pro usnadnění orientace v
rovině nebo prostoru, v němž je vytvářen model. Spočívá v
zobrazení pole pomocných značek, většinou ekvidistantních, tedy
umístěných s pravidelnými rozestupy. Funkce Snap zajištuje, aby
se kurzor zachytával přesně na těchto značkách. Pro
přesné kreslení a modelování je však ještě důležitější druhá
varianta funkce Snap, kdy se kurzor zachycuje přesné ve
významných bodech výkresu či modelu: v koncových hodech čar,
průsečících, v bodech dotyku tečny či paty kolmice, ve středu
oblouku apod.
GUI
(Graphical User Interface, grafické uživatelské rozhraní)
Podpora
grafického způsobu komunikace programu s uživatelem, dnes
většinou prostřednictvím polohovacího zařízení (myši,
trackballu, tabletu) a s maximálním využitím obrazové
informace na monitoru počítače. Na monitoru se zobrazují různá
menu, ikony, tlačítka a podobné prvky, jejichž výběrem se
volí odpovídající funkce programu. Použití GUI je zcela
přirozené u grafických programů, které pracují v podobném stylu
jako samotné GUI, ale stalo se nezbytnou výbavou i u moderně
koncipovaných programů obecného typu, protože jeho užití
značně přispívá ke snadnosti ovládání, srozumitelnosti a
uživatelské přítulnosti programů.
Hardlock
(hardwarový klíč, také dongle)
Pevně
naprogramovaný obvod sloužící ke kontrole legálnosti instalace
programu, který je obvykle připojován k paralelnímu rozhraní
počítače. Chráněný program v daných intervalech vysílá na toto
rozhraní určitou sekvenci instrukcí, na niž dostává určitým
způsobem modifikovanou odpověď; tu klíč vrací pro umožnění své
identifikace. Hardlocky jsou nesnadno rozebíratelné a jejich
novější verze jsou i nesnadno dešifrovatelné. V současné době je
hardlock jedním z nejspolehlivějších způsobů ochrany programu
proti neoprávněnému použití.
High color
Takzvané
vysoké barevné rozlišení, určené l6 bity barevné informace pro
každý obrazový prvek (pixel). Umožňuje definovat 65 536
barevných odstínů.
HLS
(Hue-Luminance-Saturation, tónjaS-SytOSt)
Jeden ze
způsobů popisu a generace odstínů barev. V odstínu rozlišuje
jasovou složku (luminanci) a složku barvonosnou
(chrominanci), která zahrnuje definici barevného tónu
(červená, modrá) a sytosti barvy (více nebo méně modrá).
Oddělení jasové a chrominanční složky zajištuje u televizního
signálu a videosignálu možnost správného zobrazení barevného
signálu na černobílých zařízeních, využívajících pouze jasovou
složku signálu. Černá, bílá a stupně šedé barvy nemají žádnou
chrominanci, jen odpovídající stupeň jasu (černá nulový).
HMD (Head
Mounted Display,
projekční
helma)
Typické periferní zařízení pro systémy virtuální reality.
Skládá se z nosiče dvou displejů, který se připevňuje na
hlavu uživatele tak, aby pozorováním příslušně generovaných
obrazů získal prostorový vjem promítané scény. Pohyb hlavy s
helmou je registrován snímači a odpovídající signály se
převádějí do počítače pro určení polohy a směru pohledu
pozorovatele virtuální scény. Ve většině případů obsahuje HMD i
sluchátka pro zprostředkování zvukového vjemu. Český název je
odvozen z tvaru nosiče, který mívá obvykle tvar helmy.
HPGL
(Hewlett-Packard Graphics Language, také HP-GL nebo HP/GL)
Jeden z
nestarších grafických jazyků, vyvinutý firmou Hewlett-Packard
(HP) původně pro desktopové plotry HP, který se stal de facto
standardním jazykem k ovládání perových plotrů. K tomu došlo
zejména proto, že je velmi snadno přenositelný. Používá totiž
pouze elementární příkazy, hlavně příkazy pro zvedání a
spouštění pera a pro jeho posuv po ploše výkresu, přičemž
oblouky a křivky nahrazuje sérií krátkých úseků. Vzhledem ke své
jednoduchostí je však k popisu výkresu potřebný relativně velmi
vysoký objem dat. Tuto nevýhodu odstraňuje novější verze jazyka,
označená HP/GL2, která mimo jiné zahrnuje i generaci oblouků.
Hue, saturation, brightness
Model pro tvorbu barvy založený na definování odstínu, sytosti a
jasu barvy.
Hue, saturation, lightness
Model pro tvorbu barvy založený na definování odstínu, sytosti a
světlosti barvy.
Hybridní
výkres
Výkres obsahující současné vektorové i rastrové
prvky.
Chromakey
(klíčování na barvu)
Metoda
vzájemného překrývání (kombinace) obrazy z počítače nebo videa,
založená na rozdělení obrazu na viditelnou a překrytou část.
Překrytá, při kombinaci jakoby průhledná, část obrazu je
vymezena buď souvislou barvou pozadí (nejčastěji černou), nebo
je definována jako plocha pokrytá barvami v určitém spektrálním
rozsahu (např. odstíny mezi modrou až modrozelenou). Obdobnou
technikou je klíčování podle jasu (lumakey), při němž
jsou za průhledné považovány části obrazu s nižším jasem
(tmavé).
Chrominance
Součást
kompozitního videosignálu, která reprezentuje pouze barevnou
informaci (tón a sytost), ne jas (luminanci) -
černá, šedá a bílá barva nemají žádnou chrominanční složku,
pouze jasovou.
Icon,
ikona
Drobný
mnemotechnický obrázkový symbol, většinou součást GUI
nebo tabletu, jehož výběrem se volt ikoně přiřazená
funkce programu.
IGES
(Initial Graphics Exchange Information, přenositelná vstupní
grafická informace)
Americkou
státní normou definovaný standardní formát popisu vektorových
výkresů určený k přenosu dat mezi různými CA systémy.
Interlacing (prokládání)
Metoda
promítání snímků na obrazovce tím způsobem, že se střídavě
zobrazují jen sudé nebo liché řádky snímku. Díky tomu lze
dodržet frekvenci změn obrazu dostatečně vysokou k tomu, aby
lidské oko nepozorovalo kmitání obrazu (alespoň 50 snímků za
sekundu). Při prokládání je nutné přenášet jen poloviční objem
informace (ve srovnání s neprokládaným snímkem,
noninterlaced), protože v každém intervalu stačí jen
informace o polovině obrazu (půlsnímku). Protože jednotlivé
půlsnímky pokrývají s roztečí dvou řádek rovnoměrně celou
obrazovku, není vjem oka příliš odlišný od sledování plných,
neprokládaných snímků. Ty vyžadují v každém intervalu přenos
informace o celém obrazu, poskytují však stabilnější a
kvalitnější obraz než prokládané zobrazení.
Inverse
kinematice (inverzní kinematika)
Pokročilá
technika animace umožňující velmi realistické modelování
pohybu složitých, hierarchicky členěných kinematických soustav
(typicky osob nebo zvířat). Stačí definovat jednotlivé díly
soustavy, například nohy (kostru prstů, chodidla, lýtka a
stehna), způsob jejich spojení (otáčivé, např. klouby, v jiných
případech i posuvné) a preference (vzájemnou korelaci) jejich
pohybů. Při animaci pak není nutné předepisovat pohyb a polohy
každé části kinematického řetězce (nohy), stačí předepsat pohyb
jeho koncového členu (chodidla) a zbylé části se přirozeně
pohybují a příslušně natáčejí v kloubech automaticky. Tento
postup nejlépe osvětlí praktický příklad. Pro animaci cyklisty
stačí definovat jeho kostru s otočnými body jednotlivých kloubů,
relativní pohyby pedálů, řídítek a kol (jednoduché otáčení) a
předepsat podmínky, že ruce mají sledovat pohyb řídítek a nohy
pedálů. Potom můžeme velmi snadno a rychle vytvořit věrnou
animaci cyklisty jedoucího po určité dráze pouhým předepsáním
hlavního pohybu, dráhy a rychlosti bicyklu.
Inverse
kinematics (IK)
Metoda
inverzní kinematiky se použivá ve všech významných 3D programech
pro definování vzájemného pohybu několika objektů.
Tyto objekty jsou pospojovány klouby, kterým je přiřazen
maximálně povolený výkyv či posun.
Inverse
texture mapping
Speciální textura pro vytváření efektů vodní hladiny, odlesku na
skle apod.
IT
(Information Technology)
Informační
technologie, moderní označení oboru výpočetní techniky.
Jaggies
Zubaté okraje pozorovatelné zejména na vysoce kontrastních
hranách bitového obrázku. Zvětšení obrázku
tento efekt ještě více prohloubí. Problém se zubatými okraji
řeší technika zvaná anti-aliasing.
JPEG
(Joint Photographic Expert Group)
Normou
ISO/IEC definovaný soubor metod pro kompresi statických snímků
umožňující volbu stupně komprese a tím zároveň i kvality snímku
(stupně ztráty informace).
Keyframe
Klíčový
rámeček animace, který definuje výchozí a výsledný stav
animovaného objektu.
Programy pak počítají průběh animace mezi oběma klíčovými
rámečky.
Komponentní (složkové) video
Při
komponentním videozáznamu se na pásku zaznamenávají tři signály
(signál jasu a dva rozdílové signály barevných složek), takže
není nutné dekódování RGB informace, které je potřebné u
kompozitního záznamu a vede ke ztrátě kvality obrazu.
Kompozitní
video
Videosignál, v němž jsou složky jasu a chrominance
zakódovány do jediného signálu některým z kódovacích standardů,
jakými jsou například NTSC, PAL nebo SECAM.
Konečný
prvek
Základní
element objektu nebo oblasti při řešení fyzikálních problémů
metodou konečných prvků (FEM). Řešená oblast je na prvky
rozdělena spojitě a bez jejich překrývání. Skutečný, spojitý
průběh fyzikálních veličin je nahrazován diskrétními hodnotami v
hraničních (rohových) bodech prvků, které jsou získávány jako
výsledek řešení.
Korekce
perspektivy
Rotace textury podle směru pohledu na objekt tak, aby vznikl
dojem perspektivy (souvislé prvky obrazu ustupující od
pozorovatele se zmenšují).
Kurzor
Ukazovátko, grafický symbol tvaru podtržítka, šipky, křížku,
nitkového kříže nebo jiného piktogramu, který se na monitoru
pohybuje podle signálů generovaných ovládáním vstupního
polohovacího zařízení (myši, trackballu, tabletu). Slouží
k indikaci umístění aktivní pracovní oblasti v textu, obraze
nebo v prvcích GUI (grafického uživatelského rozhraní),
zobrazených na monitoru počítače.
Layer
(hladina, vrstva)
Technika
organizace popisu počítačem generovaného obrazu, výkresu nebo
modelu. Její podstatou je rozdělení popisu obrazu do většího
počtu snadno identifikovatelných skupin. Toto rozdělení pak může
být využito mnoha různými způsoby pro usnadnění manipulace s
obrazem či modelem. Nejjednodušeji Ize jednotlivé hladiny
skládat na sebe jako průsvitky, takže výsledný obraz je složen z
obrazů na jednotlivých vrstvách. Jednotlivé hladiny však mohou
být i „vypínány", mohou být průhledné nebo neprůhledné a
vrstvené v určitém pořadí, každé hladině mohou bý tpřiřazovány
specifické vlastnosti, mohou být selektivně manipulovány a
podobně.
Lens flare
Při
fotografování nebo natáčení videokamerou dochází v čočkách
objektivu při určitém úhlu dopadu paprsků k jejich lomu.
Na snímku pak vznikají další tvary zpravidla různě se opakující
kruhy či prstence. Většina 3D programů umí tento v praxi
nežádoucí efekt simulovat, čímž lze docílit věrnějšího vjemu
celkové animace.
Lumakey
Kličování
podle jasu, viz chromakey.
Luminance
Qas)
Množství
intenzity světla nebo jasu obsažené v barvě objektu (černá má
nulový jas, bílá 100 % jasu).
Materiál
V
počítačové vizualizaci vzorek vzhledu povrchu (simulovaný třemi
složkami základní barvy povrchu – viz osvětlení –
a
příslušnými texturami), použitelný k aplikaci na povrch
3D modelů tak, aby při renderingu získaly
realistický vzhled.
MCAE
(Mechanical Computer Aided Engineering, také MCAD)
CA
technologie určené pro použití ve strojírenství a příbuzných
oborech,které jsou značně rozvinuté a vhodné pro uplatnění
výpočetní techniky. Proto se MCAE rychle rozvinulo í do několika
podoborů, zejména vlastního strojírenského CAD,
respektive CADD, CAM (Computer Aided Manufacturing,
počítačem podporovaná výroba) a CAE. V tomto případě zkratka CAE
značí Computer Aided Engineering, prostředky pro zpracování
simulací a výpočtů, potřebných pro realizaci a optimalizaci
návrhu-zahrnuje například FEM nebo MSS).
Metaballs
(také BLOBS)
Technologie modelování 3D objektů, založená na hladkém
spojování „kapek" materiálu, nejčastěji kulových prvků (některé
systémy používají i jiná primitiva). Při spojení dvou
sousedících prvků se vytváří přechodový můstek, plynule
tvarovaný tak, jako by materiál přetékal z jedné kapky do druhé.
Přitom lze interaktivně ovládat způsob prolínání materiálu při
spojení. Tímto způsobem lze prvky „nalepovat" na sebe a
samozřejmé je hladce deformovat, takže model je vytvářen zcela
obdobným způsobem, jakým pracuje sochař, když postupným
přidáváním hlíny nebo plastelíny vytváří požadovaný tvar.
MIP
mapování
Použití
textury v několika různých rozlišeních podle toho, v jaké
vzdálenosti od pozorovatele se modelovaný objekt nachází
MKP
(metoda konečných prvků)
viz
FEM.
Modul,
modulámí koncepce
Rozsáhlejší programové systémy se obvykle vytvářejí jako soubor
několika částí, modulů, které se vyznačují tím, že fungují
samostatně nebo s podporou centrálního řídicího modulu; program
nevyžaduje instalaci všech modulů současně;jednotlivé moduly
provádějí specifické úkony. Program lze obvykle pořizovat
pojednotlivých modulech.
Morphing
(morfing)
Změna
jednoho objektu v jiný v animaci probíhající v čase, tedy
během určité animační sekvence (sequence morphing). Měnit se
může tvar, barva, textura, průhlednost nebo jiné
vlastnosti objektu i více vlastností najednou.
Motion
blur (pohybové rozostření)
Speciální
efekt užívaný při renderingu sekvencí animace.
Jeho aplikací se obraz v jednotlivých scénách upraví rozostřením
ve směru pohyby tak, že zdánlivý pohyb působí přirozeně, jako by
byl snímán kamerou.
Motion blur
Při příliš dlouhé expozici snímku anebo příliš rychlém
pohybu snímaného objektu (například hokejového puku) dochází k
rozostření obrazu. Stejně i v lidském oku
vzniká podobný efekt, který však běžně nevnímáme. Nedostatečně
rychlá adaptace vnímání (resp. expozice při fotografování) na
rychlé změny polohy jiného objektu je nedílným prvkem, který
přibliřuje počítačem generovanou animaci skutečnosti.
MPEG
(Motion Picture Expert Group)
Normou
ISOIIEC definovaný formát pro kompresi „pohyblivých" obrazů
(video, animace). Je naložen na zjištění, že převážná
část sousedních snímků videa nebo animace jsou téměř shodné
obrazy, lišící nejen v některých částech. Proto zavádí tři
kategorie zpracováni snímků. Snímky I(Intraframe coded) jsou
vždy první v sekvenci; jsou to snímky komprimované postupem
běžným u statických obrazů a slouží jako snímky vstupní. Proto
se ve videoproudu pravidelně opakuji (norma stanoví max. 0,4 s).
Ve snímcích typu P a B jsou zakódovány jen změny proti
sousedním snímkům. Snímky P (Predicted) se vypočítávají z
předchozího snímku typu I nebo P. Snímky typu B (Bidirectionally
coded) se určují interpolací mezi předcházejícím a následujícím
snímkem I nebo P. Výhodou MPEG je vysoký stupeň komprese,
nevýhoda se projevuje při značných změnách snímku („švenkování"
kamery), kdy se mění téměř celý snímek. Softwarové nebo
hardwarové prostředky provádějící kompresi nestačí zvládnout tak
vysoké množství dat a snižuje se kvalita obrazu.
MSS
(Mechanicat Systems Simulation)
Simulace mechanických systémů, významný poddobor CA
technologií ve strojírenství. Jeho vývoj byl podpořen
zejména nutností získávat na odpovídající úrovni data potřebná k
určení okrajových podmínek (zatížení) při řešení namáhání
navrhovaných výrobků metodou konečných prvků FEM.
Poskytuje prostředky pro snadné, pokud možno interaktivní
určování kinematických a dynamických vlastnosti mechanických
výrobků na základě jejich počítačového modelu.
Noninterlaced (neprokládaný)
viz
interlacing
NTSC
Zkratka
amerického státního výboru pro televizní standardy (National
Télevision Standards Commitee), který vypracoval standardní
specifikace pro komerční barevné TV vysílání, schválené v
prosinci 1953. Touto zkratkou se označuje i standard kódování
televizního signálu užívaný v Severní Americe a Japonsku (kde se
užívá označení EIAJ), generující obraz s 525 prokládanými řádky
při 30 snímcích (60 půlsnímcích) za sekundu.Odpovídající šířka
pásma je 4,2 MHz. Přestože jde o nejstarší standard, je podle
počtu instancí ještě nejužívanějším standardem ve světě.
NURBS
křivky (Non-Uniform Rational B-Splines, racionální B-spline
křivky s neuniformní parametrizací)
Křivky
NURBS jsou speciálním případem racionálních Beziérových
aproximačních polynomických křivek, definovaných řídícím
polygonem. Jejich tvar Ize měnit interaktivní modifikaci polohy
bodů řídícího polygonu nebo změnou příslušných váhových
koeficientů. Praktickými důsledky aplikace NURBS křivek je to,
že dobře aproximují různé tvary, snadno se modifikují, mohou
přesně aproximovat i pravidelné geometrické útvary (např.
elipsu. kružnici, přímku) a objekty jimi definované se snadno
přenášejí mezi různými systémy. Stejně výhodné vlastnosti (v
prostoru) mají i NURBS plochy, odvozené od NURBS křivek, které
jsou základem nejvýkonnějších modelářů obecných ploch.
Organic
movements (organické pohyby, pohyby živých těl)
Způsob pohybu charakteristický pro živé organismy, který je
nejen plynulý, ale při němž dochází i k deformaci tvaru živého
těla, zejména natahování nebo smrštování a odpovídající
deformaci svalů. Modelování dokonalého efektu organického pohybu
je ideálním cílem animace a špičkové animační systémy pro
jeho dosažení zavádějí řadu důmyslných technik (viz Dexible
envelopes a inverse kinematics).
Osvětlení
Zdánlivá
barva předmětu závisí na úhlu mezi normálou jeho povrchové
plochy a směrem pohledu pozorovatele zcela jednoznačně jen u
dokonale hladkých ploch, které odrážejí světlo v jediném,
přesně definovaném směru. Skutečné povrchy jsou však nerovné, a
proto světlo v různé míře rozptylují do všech směrů. S drsností
či nepatrnou nerovností plochy tato závislost klesá až do
naprosté nezávislosti u ploch, které světlo dokonale rozptylují.
Charakter povrchu, daný jeho drsností a optickými vlastnostmi,
se modeluje zavedením tří složek základní barvy povrchu, které
jsou na povrchu tělesa podle způsobu osvětlení vzájemně
zkombinovány. Jde o základní složku ovlivňující převážnou část
osvětleného povrchu modelu (difúzní složka, diffuse), barvu
„odlesků" (highlight), zřetelného zejména u lesklých povrchů
přibližně ve středu osvětlené části a odpovídající dokonale
odraženým nerozptýleným paprskům, a barvu neosvětlené části
(okolní, ambient). V hodnou kombinací a rozdělením těchto složek
lze modelovat povrchy (materiály) lesklé, matné, s
kovovým vzhledem a podobně.
Painting,
point systém
Software,
který podporuje vytváření a editaci obrazů v počítači podobně,
jako umělec kreslí či maluje. K tomuto účelu program generuje i
podobné nástroje, pera, štětec, spreje a další, umožňující
efekty podobné jako ruční malování, ale i mnoho efektů, kterých
bez podpory počítače nelze jednoduše nebo vůbec dosáhnout.
PAL (Phase
ALternative system)
Standard
kódování barevného televizního signálu, vyvinutý firmou
Telefunken v SRN a používaný ve většině zemí Evropy.Vyžaduje
šířku pásma 5,5MHz. A odpovídající obraz má 625 prokládaných
řádků při 25 snímcích (50 půlsnimcích) za sekundu.
Paleta
Program
nemusí být schopen pracovat s plným sortimentem barev
realizovatelným technickým vybavením počítače. Proto nabízejí
některé programy uživateli možnost vytvoření palety, např. 256
barev, do níž si může „namíchat" libovolné z dostupných odstínů.
Tak může například i s paletou 256 barev vynořit dosti věrný
obraz krajiny, užije-li větší část palety pro různé odstíny
zelené a omezí nebo zcela vynechá barvy, které se na obraze
vyskytují méně. Při slučování dvou výstupů produkovaných
s užitím různých palet se musí přistoupit na kompromis, při němž
nelze dodržet původní barevnost obou obrazů.
Parallel
rendering
Paralelníf
rendering je vysoce výkonný postup renderingu, při
němž se na vizualizaci různých částí jediné scény podílí několik
procesorů, případně i stanic na síti (distributed rendering). Je
tedy rozšířením síťového renderingu, který umožňuje například 3D
Studio, při němž stanice na síti mohou renderovat každá
jinou scénu, respektive jiný snímek animace.
Parametrické modelování
Pokročilý
způsob modelování, velmi často spojovaný s modelováním
konstrukčními prvky (feature besed modelling), u něhož
mohou být rozměry modelu nebo výkresu definovány jako funkce
určitých parametrů. Diky tomu je modelování velmi pružné a
efektivní, například Ize mezi sebou vzájemně vázat rozměry
modelu (např. šířka se vždy nastaví jako polovina délky) nebo
vytvářet celé řady geometricky podobných modelů změnou jediného
parametru. Jeho dalším rozšířením je zavedení variačních
principů. To znamená, že při změnách tvaru modelu, předepsaných
změnou parametrů, se zachovávají určité zvolené podmínky.
Například některé hrany zachovávají vzájemnou kolmost nebo
rovnoběžnost, kružnice zůstávají souosé, zachovávají se tečny
nebo některé předepsané rozměry apod.
PDM
(Product Data Management)
viz
EDM.
Per-pixel
anti-aliasing
Vyhlazovací technika, která uměle zvýší rozlišení scény ve
vyhrazené paměti (frame buffer), provede výpočet mezihodnot a
zpětně převede do reálného rozlišení. Výsledkem je dokonale
vyhlazený obraz.
Phong
Shading
Technika stínování, při níž se vypočítává jas i na jednotlivých
částech plošky povrchu a výsledný dojem vypadá velmi
realisticky.
Pixel
(obrazový bod)
Nejmenší
jednotka rastrového obrazu; obsahuje konstantní barevnou
informaci.
Plotter
(ploty, souřadnicový zapisovač)
Výstupní
periferní zařízeni (typu hard-copy, tedy s trvalým záznamem na
opticky čitelném médiu, obvykle papíru) určené k záznamu výkresů
vytvářených počítačem. Užívá se zejména pro vykreslování
technických výkresů, schémat a map. Při profesionální práci se
obvykle zpracovávají spíše větší výstupní formáty (od formátů
A3, či spíše A2 až po prodloužené formáty AO). Klasickými plotry
jsou plotry perové, vytvářející vektorové definované
výkresy, které zejména při kreslení trubkovými pery tuší
poskytují špičkovou kresbu (dalšími možnostmi jsou kuličková
pera, fixy nebo tuhy). Jsou však relativně pomalé a velmi
náročné na obsluhu, z čehož vyplývá i jejich nízká spolehlivost.
Ostatní užívané a dnes už zřetelně perspektivnější Typy plotrů
vytvářejí vesměs rastrový obraz a od odpovídajících typů
tiskáren se v podstatě liší jen velikostí zpracovávaného formátu
a způsobem upevnění, u menších formátů už oba druhy periferních
zařízení zcela splývají. Užívají se plotry elektrostatické (s
principem obdobným laserové tiskámě), termální (s teplocitlivým
médiem nebo termickými přenosem barvy) a nejnovějším hitem jsou
plotry tryskové, užívající některou z technologií nástřiku
inkoustu (u tiskáren i roztaveného vosku) na médium.
Pressure
sensitive pen /
tablet (tlakově citlivé pero / tablet)
Elektronické pero užívané u některých tabletů ke
generování polohových signálů; někdy bývá vybaveno i snímačem
přítlaku (tlakový tablet). Může potom fungovat například podobně
jako skutečné pero nebo tužka (když obsluha „přitlačí", program
generuje silnější čáru) nebo pro vytváření jiných efektů. Této
možnosti se užívá hlavně v uměleckém kresleni (painting).
Procedurální textura
Respektuje
skutečnou strukturu 3D tělesa, a proto správně zobrazuje jeho
řezy, které obyčejná textura pokryje pouze normálním vzorkem a
neodliší tak rozdíl ve vzhledu povrchu tělesa a jeho řezu
Radiosity
Vizualizační postup vycházející z energetických principů, při
němž se u zobrazení bere v úvahu vyzařování světla z povrchu
všech objektů a jeho účinky na okolí. Na rozdíl od ostatních
běžných postupů neprovádí vizualizaci jen jednoho určitého
pohledu na scénu, ale řeší najednou vizualizaci celé 3D
scény. Poskytuje velmi realistické výsledky s měkčími, tedy i
přirozenějšími přechody než raytracing, ale nemodeluje
zrcadlení.
Rastr
viz
bitmap
Raytracing
Jeden z
nejkvalitnějších postupů užívaných při vizualizaci. Při řešení
realistického vzhledu povrchu modelu se zpětně vyšetřují dráhy
světelných paprsků procházející všemi body obrazu (obrazovky) i
s jejich odrazy, průchodem průhlednými předměty a lomy. Modeluje
skutečné odrazy (ne jen přibližné jako reflection map),
přesné stíny včetně stínů poloprůhledných barevných objektů a
lom světla. Je pochopitelně i náročnější na výpočetní výkon a
čas než jednodušší vizualizační postupy.
Raytracing
Technika
využívaná v trojrozměrné grafice k vytváření realisticky
vypadajících scén prostřednictvím paprsků vstupujících do oka
pozorovatele pod různými úhly.
Dráha paprsku je počítání pozpátku tedy od pozorovatele směrem
do scény, dokud nenarazí na nějaký objekt, anebo nezmizí
v nekonečnu.
Optické vlastnosti paprsku – barva a jas paprsku – jsou během
jeho cesty scénou ovlivňovány pozicí, barvou, odrazivostí,
plastičností a texturou objektů, do kterých narazí.
Reflection
map (reflexní textura)
Textura
sloužící k
simulaci zrcadlení objektů scény v lesklém povrchu
sousedících objektů.
Rendering
– zobrazení 3D prostorových dat
Komplexní
vizualizační postup, při němž modelová scéna získává realistický
vzhled. Ze zvoleného pohledu na 3D scénu odstraňuje
neviditelné hrany a plochy. S uvážením osvětlení vyplňuje
povrchové plochy modelů zdánlivou barvou podle některého z
postupů stínování. Podle kvality a náročnosti
renderovacího postupu poskytuje i některé z dalších funkcí:
aplikuje na objekty scény textury, vyšetřuje stíny,
odrazy, odlesky a lom světla, započítává vliv útlumu světla a
nedokonalé průhlednosti prostředí spod. U animovaných scén také
automaticky renderuje celé animační sekvence, případně i zvyšuje
přirozený vzhled animace (viz motion blur). Jde o
výpočetně a časově nejnáročnější fázi vizualizace; obvykle se
provádí dávkovým způsobem pokud možno v nočních hodinách nebo na
vyhrazených stanicích i s případným užitím spolupráce na síti.
Resolution
(rozlišovací schopnost, rozlišení)
Míra
nejvyššího stupně detailu obrazu, jaký Ize na daném výstupním
zařízení zobrazit. U rastrových displejů se rozlišení
udává počtem obrazových bodů v jedné řádce a v jednom sloupci
obrazu (například 1024 x 768). Dalším parametrem rozlišení je
barevné rozlišení, počet rozlišovaných barevných odstínů nebo
počet (barevných) rovin obrazu, barevná hloubka či počet bitů na
bod obrazu (pixel). Závisí na počtu informačních bitů,
které jsou přiděleny pro uchování informace o barvě jednoho
pixelu. Při nejběžnějším 8 bitovém rozlišení je to 256 barevných
odstínů (u monochromatických monitorů stupňů šedi). Jako vysoké
barevné rozlišení (high color) se označuje rozlišení
16bitové, jako reálné barvy (trne color) 246itové.
RGB
(Red-Green-Blue, červenázelená-modrá)
Způsob
popisu a generování barevných odstínů aditivním skládáním světla
(sčítáním) tří základních barevných složek, červené, zelené a
modré (viz heslo CMYK).
RISC
(Reduced Instruction Set Computer, počítač s omezeným souborem
instrukcí)
Moderní
koncepce procesorů, dnes užívaných ve většině pracovních stanic
(workstation), ale také v tiskárnách či plotrech.
Vychází ze zjištění, že u procesorů CISC (Complex Instruction
Set Computer, například procesorů značky Intel) jsou při
provádění programů nejčastěji využívány jen některé instrukce a
zbylá část instrukčního souboru se používá ,jen zřídka. RISC
procesory se omezují na zpracování jen těch
nejfrekventovanějších instrukcí, ty však díky zúžení sortimentu
funkcí provádějí velmi rychle. Ostatní, méně frekventované
instrukce jsou řešeny mikroprogramem.
Rotoscoping
Ve 3D
počítačové animaci technika začleňováni počítačem
vytvořeného objektu nebo objektů do „živého obrazu" sejmutého z
videa. Někdy se jako rotoscoping označuje obecně úprava
videoobrazu prováděná prostředky programu.
Scanner
(skener)
Opticko-elektronický přístroj pro převod textu nebo grafiky do
elektronické formy. Výstupem skeneruje rastrový obraz
(bitmapa).
SECAM
(Systéme
Electronique pour Colour Avec Memoire)
Standard kódování barevného televizního signálu, vyvinutý
francouzskou firmou CSF. Vyžaduje šířku pásma 6,5 MHz a
odpovídající obraz má 625 prokládaných řádků při 25 snímcích (50
půlsnímcích) za sekundu.
Simulace
Napodobení. Na rozdíl od emulace se nesnaží dosáhnout
kompatibility s originálem, ale spokojuje se jen napodobením
výsledku simulovaného procesu. Například tiskárna emuluje jazyk
HPGL, ale výpočet FEM simuluje skutečné namáhání.
Solid
modelling (objemové modelování)
Při
objemovém modelování se k simulování 3D scén v počítači
užívají matematické modely, které postihují nejen geometrické
vlastnosti modelovaných objektů, tedy jejich výšku, šířku,
hloubku (a tyto vyjadřují na rozdíl například od drátové
reprezentace, wiretraroe, zcela jednoznačně), ale i
měrnou hustotu, případně další fyzikální vlastnosti (pružnost,
tepelnou vodivost apod.).
Spaceball
Vstupní
polohovací zařízení pro pokročilé 3D grafické systémy a
virtuální realitu. Jak název napovídá, podobá se známému
trackballu, užívanému místo myši hlavně u notebooků,
zprostředkovává však pohyb ve všech šesti stupních volnosti
(6 DOF). Skládá se z koule (či míčku) upevněné na
ergonomické podložce. Otáčením a příslušným tlakem na kouli se
generují signály, které řídí odpovídající pohyby kurzoru ve 3D
scéně.
Spline
křivky
Spline
křivky jsou určitým zobecněním polynomických interpolací a
aproximací. Procházejí řídícími body, mezi nimiž jsou definovány
sérií vzájemné hladce navazujících polynomických aproximačních
křivek, Jejich výhodou je, že i poměrně složitý tvar mohou
nahradit několika polynomy nižšího stupně, které mají
stabilnější, lépe předvídatelné chování než jeden polynom stupně
vyššího.
SQL
(Structured Query Language, strukturovaný dotazovací jaryk)
Standardizovaný programový nástroj podporující přístup aplikací
k relačním databázím. Umožňuje aplikacím provádění výběru a
třídění v databázi uložených dat vždy stejným způsobem, bez
ohledu na typ databázového systému (pokud jeho výrobce přesné
dodržuje ANSI standard, mnoho výrobců však používá vlastní
rozšíření nad tento standard). V CA technologiích je
užíván při propojování grafických a negrafických informací,
zejména v geografických informačních systémech GIS a v oblasti
správy majetku Facilities Management (FM).
Stínování
Základní
vizualizační postup, při němž je povrchovým ploškám (fazetám)
3D modelu přiřazována jejich zdánlivá barva, obecně závislá
na základní barvě objektu, směru a charakteru osvětlení a směru
pohledu pozorovatele. Nejjednodušším případem je tzv, ploché
stínování. Při něm je zdánlivá barva každé z fazet rovnoměrná,
určená podle základní barvy povrchu, úhlu, v jakém na plošku
dopadá světlo, a úhlu, který fazeta (respektive její normála)
svírá se směrem pohledu pozorovatele. Simulace skutečného
vzhledu povrchu není příliš dokonalá, hrany mezi jednotlivými
fazetami jsou zřetelně viditelné. Při dokonalejším Gourardově
stínování je zdánlivá barva povrchu určena obdobným způsobem,
ale ve všech rozích (vektorech) elementární plošky. Není pak ve
všech místech fazety stejná, ale proměnná, interpolovaná mezi
hodnotami v krajních bodech. Tímto postupem se hrany fazet
zdánlivě vyhladí, „hranatost" modeluje možné pozorovat jen na
jeho obrysu. Phongovo stínování, poskytující nejdokonalejší
simulaci zdánlivé barvy povrchu (zejména u lesklých povrchů),
určuje zdánlivou barvu ve všech bodech obrazu.
S-VHS
(Super-VHS)
Analogovy"
formát videozáznamu S-Videa, při němž se zaznamenává odděleně
chrominanční a luminanční složka, takže se dosahuje
vyšší kvality než u kompozitního záznamu. S-VHS má
vertikální rozlišení 400 řádek (normální VHS jen 230).
Tablet
Vstupní
polohovací zařízení používané u grafických systémů jako
dokonalejší náhrada známé myši. Skládá se z pracovní plochy či
desky schopné lokalizovat polohu elektronického pera nebo pucku
(viz digitizer) a převést tento údaj do elektronicky
kódovaného signálu. Funkci tabletu lze obvykle přepínat mezi
režimem generujícím signál relativní polohy pucku (funguje pak
obdobně jako myš) a režimem absolutním. V tomto režimu pak není
žádný principiální rozdíl mezi tabletem a digitalizátorem,
rozdíl je jen v rozměrech (jako digitalizátor se obvykle
označují zařízení přesahující rozměr A3). Části plochy tabletu
se často užívá k umístění tzv. tabletového menu. Jde o tenkou
šablonu s různými obrázky (ikonami), která se upevní na
určité místo tabletu. Program počítače, příslušný dané šabloně,
potom identifikuje stisknuti určitých tlačítek pucku na
příslušných ikonách a podle výsledku generuje odpovídajíce
funkce.
Textura,
map (textura)
Povrchy
skutečných objektů zřídka mívají jedinou či zcela rovnoměrnou
barvu a kromě drsnosti (mikronerovností) mívají i
nerovnoměrnosti okem zřetelně viditelné. Tytu barevné a nebo
geometrické nerovnoměrnosti se modelují tzv. texturami, vzorky
vhodně promítnutými na povrch modelu. Pro názorné vysvětlení
základních druhů textur si představme jednoduchý příklad
skutečného tělesa, například pomeranče. Jeho barva není jednotně
oranžová, ale přechází od červené až ke žluté či zelené, což lze
modelovat barevnou texturou, vzorkem příslušně rozdělených
barev. V kůře pomeranče jsou však póry, které lze přibližně
modelovat také barevnou texturou - efekt však není dokonalý -
skutečné póry jsou plastické, tvoří dolíčky. Zde pomůže bump
map, nebo dokonce i displacement map, plastická
texture. Podle vzorové bitmapy se na povrchu simuluje
vzhled výstupků a prohlubní, odpovídající skutečnému reliéfu
povrchu. Jednolitá není ani barva odlesku, v místech pórů je
odlesk přerušen - zde pomůže textura odlesku (shininess map), v
tomto případě velmi podobná jako bump map. Na lesklém povrchu se
odrážejí obrazy okolních předmětů, to může modelovat odrazová
textura - reflection map. Pro popis textury průhlednosti
(opacity map) nám poslouží příklad zdi s oknem. Vytvoříme-li
skutečný model otvoru ve zdi, rámu a okenních tabulek a
přiřadíme vhodné materiály včetně průhledného skla, získáme
poměrně věrný, ale značně složitý model. Aplikujeme-li však na
celistvou zedbarevnou texturo, simulující obru rámu okna, a
průhlednou texturu ve tvaru tabulek skla, bude model nepoměrně
jednodušší. rychleji zpracovatelný a pro mnoho účelů zcela
vyhovující.
Texture
mapping
Proces
nanášení textury na povrch objektu
True color
Reálné
barvy, barevné rozlišení určené 24 bity barevné informace pro
každý obrazový prvek (pixel). Umožňuje definovat 16 777
216 barevných odstínů.
Vektorový
formát, vektorové kreslení
V oblasti
CA technologií nejobvyklejší a základní formát zobrazení.
Popisuje geometrické prvky pomocí matematických vzorců. Díky
tomu lze vektorové popsaný obraz nejen bez jakékoliv ztráty
informace a se zachováním spojitosti a hladkostí čar libovolně
zvětšovat a zmenšovat, ale i jinak snadno modifikovat, například
posouvat, otáčet, kopírovat, deformovat apod. V počítačové
grafice se podle potřeb užívají oba formáty popisu, přičemž
převod vektorového formátu do rastrového je poměrné jednoduchý a
jednoznačný. Potíže působí převod opačný, který je v CA
technologiích nutný zejména při převodu „papírových" výkresů,
map nebo fotografií, snímaných skenerem, do vektorového tvaru,
pro následující zpracovaní CA programem.
Video
textura
Namísto statické bitmapy je na povrch objektu aplikován
videozáznam
Virtual
Reality (VR, virtuální realita, virtuální skutečnost)
Simulované
interaktivní prostředí, v jednoduchém případě například
třírozměmý model scény okolního prostředí simulující i fyzikální
vlastnosti objektů vytvořený v počítači. Pohled na scénu se v
reálném čase mění a renderuje (viz rendering) podle
pohybu a činnosti pozorovatele. Pro získání co nejdokonalejšího
realistického vjemu pozorovatele se užívají speciální vstupní a
výstupní zařízeni, nejčastěji projekční helmy (HMD) a
datové rukavice. Přestože se pro VR užívá hardware se zvlášť
výkonnými grafickými procesory,,je dosažení
skutečně reálného vjemu u složitějších scén zatím mimo síly i
nejvýkonnějších systémů. V současné době se VR užívá hlavně při
simulaci ve výcvikových trenažérech pro obsluhu nákladných
zařízení (v letadlech, v jaderné energetice a kosmonautice).
Zvláště prudký rozvoj tohoto oboru a snížení jeho cenové
výlučnosti díky zavedení hromadné výroby příslušných prvků lze
očekávat v nejbližší době; je natolik rozvinutý, že se stal
středem zájmu výrobců počítačových her.
Volume
rendering
Technika
podporující modelování prostoru naplněného velkým množstvím
mikroskopických částic. Umožňuje například modelování efektu
světelných paprsků v místnosti zaplněném kouřem, nerovnoměrné
rozdělených chuchvalců mlhy a podobných scén.
VRAM
(Video RAM)
Video RAM
se od běžné RAM liší tím, že má dvě datové cesty, takže z ní lze
číst a zároveň do ní i zapisovat, čímž se podstatně urychlí
činnost grafického subsystému. RAM (Random Access Memory)je
nepřesný, bohužel ale běžně zavedený název pro čtecí i
zapisovací paměť, na rozdíl od ROM (Read Only Memory), pouze
čtecí paměti. Ve skutečnosti jsou obě typu RAM, protože umožňují
přímý přistup (random access), to znamená, že vybavovací doba je
téměř nezávislá na umístění dat v paměti (adrese). Pamět ROM se
od RAM liší také tím, že není prchavá (volatile) - uchovává data
i po vypnutí nebo výpadku napájení. Paměti VRAM se používají u
dražších a výkonnějších grafických karet, zatímco karty s
pamětmi DRAM poskytují výkony nižší, zato za příznivější cenu.
Warping
Plynulá deformace dvourozměrného obrazu
Wireframe
(drátový model)
Reprezentace počítačového modelu pouze prostřednictvím bodů
(vektorů) a jejich spojnic (hran). Užívá se ve všech fázích
konstrukce modelu, kdy není na závadu její nejednoznačnost a
nedostatečná názornost, protože zobrazování drátové reprezentace
je mnohem rychlejší než při použití ostatních, názornějších a
realističtějších způsobů reprezentace.
Workstation (WS, Graphics Workstation, pracovní stanice,
grafická stanice)
V nejužším
slova smyslu se pracovní stanicí rozumí výkonný počítač, dnes
převážně RISC architektury, využívaný jedním pracovníkem,
většinou v provedení desktop nebo deskside, pracující zpravidla
v síti pod některou z variant operačního systému Unix (dalšími
mohou být například VMS nebo Windows NT). Kromě vysokého
výpočetního výkonu a odpovídající ceny jsou hlavními znaky
pracovní stanice výkonná grafika (viz graphies board),
větší monitor (zpravidla alespoň 17") a vybavení síťovým
hardwarem a softwarem i v základním provedení. S růstem výkonu
osobních počítačů (PC), a zejména s nástupem procesorů Pentium a
PowerPC se však rozdíl mezi PC a WS zmenšuje.
Z-buffer
Vyhrazená
část paměti počítače nebo grafického procesoru (viz graphics
board), do kterého se ukládají hloubkově souřadnice 3D
modelu. Těmito souřadnicemi jsou myšleny z souřadnice
podle souřadného systému, jehož osy x a y leží v
rovině stínítka monitoru, na němž je zobrazen zvolený pohled na
model, takže osa z je kolmá k rovině stínítka.
Porovnáváním takto definovaných z souřadnic jednotlivých bodů 3D
modelu lze velmi rychle a poměrně kvalitně vyřešit viditelnost
3D modelu z příslušného pohledu, tzn. potlačit zobrazení
neviditelných hran a ploch.
Z-buffering
Zajišťuje
překrývání objektů ve 3D prostoru, čímž dává scéně třetí rozměr.
V Z-bufferu (část grafické paměti) se uchovávají informace o
hloubce (Z souřadnici) bodů jednotlivých objektů ve scéně a
podle nich se potom řídí jejich případné vykreslování.
Reverse
engineering
reverzní
inženýrství
Rapid prototyping
Space planning
Constraint model
Boundary
representation (B-rep)
hraniční reprezentace (reprezentace spočívá v popisu povrchu,
tedy v popisu množiny hraničních bodů
Global
illumination
globální
osvětlení
Ray Casting
Scattered
data
rozptýlená
data
Global
illumination
globální osvětlení
Volume
graphics
objemová
grafika
Volume
modeling
objemové
modelování
Scientific
visualization
vizualizace vědeckotechnických dat
Scientific
visualization, Post – processing
následné
zpracování
Voxelizace
převod
geometricky či stochasticky definovaných objektů do reprezentace
konečnou množinou vzorků