Н. А. Тюкачев - C#.программирование 2D и 3D векторной графики

Н. А. ТЮКАЧЕВ,
В. Г. ХЛЕБОСТРОЕВ

C#. ПРОГРАММИРОВАНИЕ
2D И 3D ВЕКТОРНОЙ
ГРАФИКИ
Учебное пособие
Издание четвертое, стереотипное

•САНКТПЕТЕРБУРГ•
•МОСКВА•
•КРАСНОДАР•
2020

УДК 004
ББК 32.973я73
Т 98

Тюкачев Н. А. C#. Программирование 2D и 3D векторной
графики : учебное пособие / Н. А. Тюкачев, В. Г. Хлебостроев. —
4е изд., стер. — СанктПетербург : Лань, 2020. — 320 с. + CD. —
(Учебники для вузов. Специальная литература). — Текст : непо
средственный.
ISBN 9785811447541
Книга посвящена программированию векторной графики. Описываются
основные методы графических классов и приводятся примеры их исполь
зования, рассматриваются аффинные преобразования на плоскости и
в трехмерном пространстве и различные виды проецирования. Приводится
обзор различных моделей трехмерных тел. Одна из них посвящена сложной
теме — бинарные операции над множествами. Описан лучевой алгоритм
определения принадлежности точки многоугольнику и многограннику.
Описывается библиотека OpenGL и основные команды этой библиотеки.
Приводятся простые примеры 2D графики.
Книга рассчитана на бакалавров направлений подготовки «Прикладная
математика и информатика», «Математика и компьютерные науки»,
«Фундаментальная информатика и информационные технологии», «Мате
матическое обеспечение и администрирование информационных систем»,
«Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы
и технологии», «Программная инженерия», «Информационная безопас
ность», студентов специальностей «Компьютерная безопасность» и «Инфор
мационноаналитические системы безопасности», а также учащихся
старших классов и лиц, самостоятельно изучающих языки программи
рования.

УДК 004
ББК 32.973018я73
Рецензент
М. Г. МАТВЕЕВ — доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой
информационных технологий управления Воронежского государственного
университета.

Обложка
Е. А. ВЛАСОВА

© Издательство «Лань», 2020
© Н. А. Тюкачев,
В. Г. Хлебостроев, 2020
© Издательство «Лань»,
художественное оформление, 2020

ВВЕДЕНИЕ
Компьютерная обработка графической информации сводится к
решению трех классов задач.
1. Задачи распознавания образа: на основе имеющегося оцифрованного
изображения осуществить идентификацию объекта, то есть получить его
описание. Здесь выполняется преобразование изображение → описание
объекта.
2. Задача
обработки
изображения:
осуществить
преобразование
имеющегося изображения с целью изменения его свойств. Выполняется
преобразование изображение → изображение.
3. Задача построения изображения: по описанию объекта построить его
изображение на графическом устройстве. Здесь выполняется
преобразование описание объекта → изображение.
Именно этой третьей задаче посвящена эта книга. При этом описание
объекта должно иметь вид математической модели. Таким образом, в рамках
компьютерной графики решаются две основные подзадачи:
– построение математической модели изображаемого объекта;
– визуализация объекта в соответствии с этой моделью.
В книге изложены основы программирования 2D и 3D графики на
языке C# в среде .Net Framework, описаны свойства и методы классов
Graphics, Color, Pen, Brush, Font, предназначенных для рисования.
Описаны модели цветов: RGB (Red, Green, Blue), CMY (Cyan,
Magenta, Yellow), CMYK, HSB и Lab.
В третьей главе рассмотрены задачи: интерполяции полиномами,
интерполяции кубическими сплайнами, сглаживания и аппроксимации. Далее
в этой главе рассматриваются аффинные преобразования на плоскости и в
пространстве. Достаточно подробно описываются виды проецирования –
ортографическое, аксонометрическое, косоугольное и центральное.
Приведена классификация моделей трехмерных тел: каркасные модели,
граничные, поверхностные модели, сплошные модели.
В четвертой главе обсуждаются простые графические проекты:
сортировка элементов массива, морфинг, падение глобуса, велосипед,
деформация изображений, растровый редактор, редактирование графа.
Вся пятая глава посвящена проекту «Векторный редактор». В ней
обсуждаются структура данных, масштабирование, создание, прорисовка и
изменение объектов, запись и чтение данных.
В шестой главе описаны проекты для построения графиков функций
одной и двух переменных. В этой же главе приведен проект для построения
3

интерполяционных кривых многочленами --">