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Reading Note of 『ビジュアル情報処理 CG・画像処理入門』Chapter 1

ビジュアル情報処理-CG・画像処理入門-[改訂新版]

ビジュアル情報処理-CG・画像処理入門-[改訂新版]

Keywords

ディジタルカメラモデル

  1. モデリング
  2. 投影
  3. レンダリング
  4. 標本化・量子化
  5. 画像処理

モデリング

被写体はコンピュータ内のディジタルデータとして表される.この段階では被写体の形状データ(形状モデル)を作成する.

投影

コンピュータの内部で設定したカメラに,どのような像が写るかは,カメラの位置,方向,画角のデータから,幾何学的な計算で求める.このとき,3次元の形状を2次元の像に変換する.

レンダリング

被写体に当たる光の向きや強さ,あるいは被写体の反射率から,光がどのように反射してレンズに入るかを光学的な計算で求めることができる.これらのコンピュータ内のデータからディジタル画像を生成する

標本化・量子化

CGでは画像をディジタル画像(ディジタル信号)として生成する.このとき,画像を離散的な画素の集合として表現し,さらに各画素の色の濃淡を有限諧調の値として表現する.

画像処理

必要なら,ディジタル画像に対してアンチエイリアシングなどを行い,最終的な画像を得る.

直交座標系

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9B%B4%E4%BA%A4%E5%BA%A7%E6%A8%99%E7%B3%BB

  • 2 次元直交座標系
  • 3 次元直交座標系
    • 右手系
    • 左手系
    • 円柱座標系
    • 極座標

極座標

原点からの距離 r と基準の方向からの角度 θ との組 (r, θ) のよって指定できる座標(2 次元)

3 次元空間における極座標と円柱座標系の違い

3 次元空間において:

  • 極座標 ... 1 つの長さと 2 つの角度
  • 円柱座標系 ,.. 2 つの長さと 1 つの角度

モデリング

モデリング

3 次元図形の形状を数値的に記述すること

形状モデル

モデリングによって記述される形状のデータ

ポリゴン

3 次元 CG で最も基本的なモデリングの方法の内、多角形の集合を用いて表現される場合に用いる多角形のこと。

画像変換

  • 平行移動
  • 拡大・縮小
  • 回転
  • 鏡映
  • skew

投影変換

  • 透視投影
    • ディジタルカメラにおける投影を再現した手法で、投射線を一箇所に集める
    • 消点(消失点)
  • 平行投影
    • 投射線を平行に引いたもの
    • 直投影
      • 三面図
      • アイソメ図

クリッピング&ビューボリューム

Viewing Pipeline

座標系

  • モデリング座標系
  • ワールド座標系
  • カメラ座標系
  • 投影座標系

光学的モデル

  • RGB
  • マンセル表色系
  • HSIカラーモデル
  • 2値画像・グレースケール画像・カラー画像
  • 階調・階調性

ディジタル画像

画像処理

  • 画像の再標本化
  • 補間
    • Nearest Neighbor ... 補間したい点にに最も近い格子点の画像データを、求める点の画像データとする。処理は簡単
    • Bi-linear ... 周囲の格子点 4 点の画像データから平滑化する
  • イメージモザイキング
    • 位置合わせ
    • 色合わせ
  • ステレオビジョン ... 異なる 2 方向から見た画像上で同じ点を対応付け、その点の 3 次元座標を求める方法