Tesis:
Tratamiento y representación de estructuras gráficas
- Autor: CISNEROS PEREZ, Guillermo
- Título: Tratamiento y representación de estructuras gráficas
- Fecha: 1986
- Materia: MATEMATICAS. Teseo;GEOMETRIA. Teseo;ANALISIS NUMÉRICO. Teseo
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/52654/
- Director/a 1º: GARCIA SANTOS, Narciso
- Resumen: Se presenta un conjunto de algoritmos para tratamiento y representación de estructuras graficas en 2-D y 3-D. Mientras que la parte de 2-D va encaminada a la consecución de una forma de transformación de imágenes en gráficos y viceversa, la parte de 3-D se orienta hacia la concepción de un sistema completo de representación. La transformación de imágenes en gráficos se ha efectuado mediante una operación de vectorización. La vectorización lleva algunos pasos previos, tales como el realce de imagen, la segmentación, la extracción opcional de bordes y el adelgazamiento, y pasos posteriores, tales como el suavizado. Se han revisado todos los experimentos sobre estas técnicas, y se han diseñado algoritmos nuevos que superan los fallos que en se encuentran en los antiguos. El núcleo ha sido la creación de un nuevo algoritmo de vectorización muy eficiente, que es capaz de reducir las situaciones particulares al caso general y no se le ha observado ningún fallo. Todas las operaciones realizadas en los algoritmos propuestos son del tipo lógico, lo que acelera el proceso y lo hace realizable en hardware. El suavizado se realiza empleando coordenadas paramétricas y operaciones vectoriales, lo que evita problemas mal condicionados y aumenta su eficiencia„ Así, esta forma de transformación de imágenes en gráficos es muy superior en calidad a todas las demás. El sistema de representación 3-D suple las deficiencias de los algoritmos publicados hasta la fecha. El núcleo es el diseño de un algoritmo de líneas ocultas que resuelve todas las penetraciones y autopenetraciones de las estructuras multiformes que aparecen en el dibujo, generando incluso las intersecciones entre superficies. El algoritmo trabaja perfectamente en los vértices agudos, lo que le hace ampliamente superior a todos los existentes hasta la fecha. Todas las operaciones se realizan vectorialmente, eliminando el uso de determinantes que normalmente conduce a problemas mal condicionados. Las coordenadas homogéneas son sustituidas por coordenadas paramétricas. Para la realización de este algoritmo son necesarias operaciones primitivas de corte entre estructuras en los dibujos. A tal efecto se ha desarrollado también un conjunto de algoritmos con operaciones vectoriales, que simplifica los cálculos respecto a las formulas corrientes geometría analítica, además de aumentar la exactitud. Los mismos algoritmos se emplean para la extracción de curvas de nivel de las estructuras multiformes, lo cual reduce el espacio ocupado por el paquete gráfico. ----------- ABSTRACT---------- A set of algorithms for processing and displaying 2-D and 3-D computer graphic structures is introduced. The 2-D section has as objective an optimum way for transforming images into graphics and vice versa, while the 3-D one is oriented for creating a complete system of computer graphics displays. The transformation of images into graphics has been carried out by means of a vectorization operation. The vectorization has some preprocessing steps, such as the image enhancement, the segmentation, the optional edge extraction and the thinning, and some postprocessing steps, such as the smoothing. All the experiments about these techniques have been checked, and a set of new algorithms overcoming the failures found in the previous ones has been developed. The core is the creation of a new algorithm for vectorization, very efficient, able to reduce the particular situations to the general case and it has not been found any errors. All the operations performed in the proposed algorithms are logical, therefore allowing an easy hardware implementation. The smoothing operation is computed using parametric coordinates and vectorial operations, avoiding ill-conditioned problems and increasing its efficiency. So, this way of transforming images into graphics yields a higher quality than the previous ones. The 3-D display system removes the deficiencies of all the algorithms published until now. The core is the design of a new algorithm for hiding lines, able to solve all the penetrations and self-penetrations of the non-uniform structures displayed at the picture, furthermore generating the intersections and selfintersections among the surfaces. The algorithm works optimally in the sharp vertices environments, and this feature makes it very superior to all others until now. All the operations are carried out with vectors, removing the use of determinants which usually lead to ill-conditioned problems. The homogeneous coordinates are replaced by parametric ones. Some primitive operations of generating intersections among the structures of the picture are needed for implementing this algorithm. Therefore, a set of algorithms with vectorial operations has been developed too, simplifying the computer work with respect to the usual formulae of analytic geometry, as well as increasing the accuracy. The same algorithms are applied to the extraction of level curves of the non-uniform structures, reducing the storage requirements for the software graphic set.