Computergrafik und Bildverarbeitung (PDF)
Alles für Studium und Praxis - Bildverarbeitungswerkzeuge, Beispiel-Software und interaktive Vorlesungen online verfügbar
In diesem Buch finden Sie alles, was Sie für Studium und Praxis über Generierung und Verarbeitung von digitalen Bildern wissen und anwenden möchten. Vorteile sind der klare didaktische Aufbau und die - nahezu - vollständige Behandlung aktueller Methoden und...
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Produktinformationen zu „Computergrafik und Bildverarbeitung (PDF)“
In diesem Buch finden Sie alles, was Sie für Studium und Praxis über Generierung und Verarbeitung von digitalen Bildern wissen und anwenden möchten. Vorteile sind der klare didaktische Aufbau und die - nahezu - vollständige Behandlung aktueller Methoden und Themen. Von der Generierung synthetischer Bilder und Szenarien in interaktiven Anwendungen über die Vorverarbeitung und Merkmalsextraktion digitaler Bilder bis zur Bildsegmentierung, Objekterkennung und Objektverfolgung mit Kalman-Filtern.
Profitieren Sie von dem kostenlosen Online-Service: Bildverarbeitungswerkzeuge, Beispiel-Software und interaktive Vorlesungen (als HTML-Seiten mit Java-Applets und Praktikumsaufgaben).
Folgende Themen wurden ergänzt: Der Canny-Kantendetektor und die Segmentierung lauflängenkodierter Binärbilder mit einem Union-Find-Algorithmus.
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Lese-Probe zu „Computergrafik und Bildverarbeitung (PDF)“
Kapitel 9 Farbe, Transparenz und Farbmischung (S. 117-118)Das eigentliche Ziel der Interaktiven 3D-Computergrafik ist die Generierung eines Farbbildes in einem Bildschirmfenster. Dieses Fenster besteht aus einer rechteckigen Anordnung von einzelnen Bildpunkten (Pixel), von denen jeder eine eigene Farbe darstellen kann.
9.1 Das Farbmodell in OpenGL
In der Computergrafik wird das RGB-Farbmodell verwendet, das neben einer Reihe anderer Farbmodelle im Abschnitt 16.5 ausführlich dargestellt wird. Allerdings wird hier die Farbe nicht wie sonst üblich durch die drei Komponenten Rot, Grün, Blau (RGB) spezifiziert, sondern meistens, wie z.B. in OpenGL, durch vier Komponenten: neben den drei Werten RGB" wird als vierte Komponente noch der Wert A" für die Transparenz angegeben.
Dieses 4-Tupel (R,G,B,A) stellt die erweiterte Farbdefinition in der Computergrafik dar und aus diesem Grund wird Farbe und Transparenz" in einem Atemzug genannt. Mit der Transparenz-Komponente A" ist es möglich, verschiedenfarbige Flachen oder Pixel wie in einem Malkasten zu mischen. Weil sich als Kürzel für die Transparenz-Komponente der Buchstabe A" eingebürgert hat, bezeichnet man die damit mögliche Farbmischung im englischen Fachjargon auch als ,^Alpha Blending".
Wie im Abschnitt 16.5.4 Das RGB-Farbmodell" dargestellt, werden die Größen so normiert, dass der Wertebereich der Komponenten zwischen 0 und 1 liegt. Dies gilt in OpenGL nicht nur für die drei Farbkomponenten R,G,B, sondern auch für die Transparenz- Komponente A. Der Wert der jeweiligen Farbkomponente ist ein Mafi für die Intensität.
Durch eine Rot-Komponente von R = 1 wird die maximale Intensität, durch R = 0 die minimale Intensität für Rot spezifiziert. Dies gilt ebenso für die Grün- und die Blau- Komponente. Die Transparenz-Komponente A" ist ein MaB für die Opazitat (Undurchsichtigkeit, Intransparenz) einer Flache oder eines Pixels. Eine Alpha"-Komponente von 0 bedeutet
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0% opak (d.h. 100% transparent), eine Alpha"-Komponente von 1 bedeutet 100% opak (d.h. 0% transparent, also undurchsichtig). Die OpenGL-interne Darstellung aller vier Farbkomponenten durch Gleitkommazahlen aus dem Intervall [0,1] lasst noch die Frage nach der Quantisierung (oder Auflosung) der Farbkomponenten offen (Abschnitt 16.2).
Eine Farbkomponente kann z.B. durch 1 bit (2 Werte), 8 bit (256 Werte) oder 16 bit (65536 Werte) dargestellt werden. Aufgrund des Pipeline-Verarbeitungsprinzips der Computergrafik unterscheidet man drei verschiedene Quant isierungen:
Die Eingangsquantisierung:
Farben konnen in vollkommen unterschiedlichen Datenformaten eingegeben werden (z.B. als ganze Zahlen unterschiedlich feiner Quantisierung oder als Gleitkomma- Zahlen, Abschnitt 9.2.4). Durch einen Normierungsschritt werden Integer- Datenformate in Gleitkommazahlen des Intervalls [0,1] umgewandelt (die eingegebene Integer-Zahl wird durch die von der Quantisierung abhängige - maximale Integer-Zahl geteilt). Bei Gleitkomma-Zahlen werden Werte unter null oder über eins gekappt, d.h. auf null bzw. eins gesetzt. Die interne Quantisierung: die interne Quantisierung hangt von der verwendeten Hardware ab. Einfache Grafikkarten bieten heutzutage eine Auflosung von 8 bit pro Farbkomponente, gute dagegen 32 bit pro Farbkomponente. Mit der jeweiligen internen Quantisierung werden Farbinterpolationen (z.B. Farbmischung oder Schattierung), die Beleuchtungsrechnung oder die Texturierung durchgeführt.
Eine Farbkomponente kann z.B. durch 1 bit (2 Werte), 8 bit (256 Werte) oder 16 bit (65536 Werte) dargestellt werden. Aufgrund des Pipeline-Verarbeitungsprinzips der Computergrafik unterscheidet man drei verschiedene Quant isierungen:
Die Eingangsquantisierung:
Farben konnen in vollkommen unterschiedlichen Datenformaten eingegeben werden (z.B. als ganze Zahlen unterschiedlich feiner Quantisierung oder als Gleitkomma- Zahlen, Abschnitt 9.2.4). Durch einen Normierungsschritt werden Integer- Datenformate in Gleitkommazahlen des Intervalls [0,1] umgewandelt (die eingegebene Integer-Zahl wird durch die von der Quantisierung abhängige - maximale Integer-Zahl geteilt). Bei Gleitkomma-Zahlen werden Werte unter null oder über eins gekappt, d.h. auf null bzw. eins gesetzt. Die interne Quantisierung: die interne Quantisierung hangt von der verwendeten Hardware ab. Einfache Grafikkarten bieten heutzutage eine Auflosung von 8 bit pro Farbkomponente, gute dagegen 32 bit pro Farbkomponente. Mit der jeweiligen internen Quantisierung werden Farbinterpolationen (z.B. Farbmischung oder Schattierung), die Beleuchtungsrechnung oder die Texturierung durchgeführt.
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Autoren-Porträt von Alfred Nischwitz, Max Fischer, Peter Haberäcker
Prof. Dr. Alfred Nischwitz, FH München, industriell erfahrener Experte auf den Gebieten Computergrafik, Bildverarbeitung und Mustererkennung.Prof. Dr. Max Fischer, FH München, international ausgewiesener Forscher auf den Gebieten Robotik, Computer Vision und Embedded Systems.
Prof. Dr. Peter Haberäcker, FH München, Pionier auf dem Gebiet Bildverarbeitung/Mustererkennung, hat dazu bereits zwei Lehrbücher geschrieben.
Bibliographische Angaben
- Autoren: Alfred Nischwitz , Max Fischer , Peter Haberäcker
- 2. Aufl. 2007, 874 Seiten, Deutsch
- Verlag: Vieweg+Teubner Verlag
- ISBN-10: 3834891908
- ISBN-13: 9783834891907
- Erscheinungsdatum: 22.12.2007
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eBook Informationen
- Dateiformat: PDF
- Größe: 55 MB
- Ohne Kopierschutz
- Vorlesefunktion
Pressezitat
"'Computergrafik und Bildverarbeitung' ist bestens für Informatik-Studenten oder Praktiker geeignet. Beide Themen werden in einfacher Sprache, aber auch mit Mathematik erklärt."www.it-rezensionen.de, 20.08.2007
"Das Werk ist eine anspruchsvolle, aber verständlich geschriebene und didaktisch gut gemachte Darstellung der beiden Bereiche [Computergrafik und Bildbearbeitung]."
ekz-Informationsdienst, ID 18/07
Kommentar zu "Computergrafik und Bildverarbeitung"
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