Синтез изображений на уровне психологического подобия широко используется в машинной графике. Приемы передачи объемности и глубины пространства во многих элементах подобны используемым в изобразительном искусстве [3]. К таким приемам относятся формирование очертаний предмета ихарактерных линий, передающих его объемность, загораживание одних предметов другими, и как следствие, наложение изображений переднего плана на изображения предметов в глубине (оверлеппинг), передача перспективы. Эти приемы находят в машинной графике свое математическое выражение: это алгоритмы формирования определенных сечений объемной фигуры, удаления невидимых линий изображения, формирования перспективной проекции. К числу приемов передачи объемности и глубины пространства относятся также яркостное или цветовое выделение некоторых элементов изображения, моделирование теней. Указывая на связь методов трехмерной машинной графики с изобразительным искусством, отмечаем, что современная машинная графика имеет в своем арсенале заметно меньше средств передачи объемности и глубины пространства, чем искусство, поскольку алгоритмическая и программная реализации приемов искусства связаны с серьезными затруднениями.
К числу задач синтеза, решаемого на уровне психологического подобия, можно отнести формирование трехмерных контурных изображений (чертежей), выполненных в выбранной аксонометрической проекции. Такие изображения используются в машиностроительном проектировании и позволяют конструктору (при наличии достаточного опыта) представить вид проектируемых изделий, провести анализ принятого технического решения и его корректировку.
В развитии современной трехмерной машинной графики значительное место занимают вопросы синтеза изображений на уровнях физического и психофизического подобия. Необходимость синтеза таких изображений возникает при решении ряда практических задач, в частности при имитации визуально наблюдаемой обстановки в видеотренажерах, создании банков эталонных изображений для автоматических распознающих систем, оценке внешнего вида и эстетических свойств проектируемых изделий или объектов и т.п.
В обобщенном виде процедуру синтеза изображения можно представить следующим образом:
в = А в , (1.1.1)
си мг мод* х 7
где Смод — математическая модель наблюдаемого объекта или сцены; Амг - операторпреобразования (обрабатывающая программа) системы машинной графики; в
- двухмерное изображение, сформированное системой машинной графики.
Синтезированное изображение должно сопоставляться с оригиналом привизуальном наблюдении или аппаратурной съемке:
в = в = А в или в = в = А в , (1.1.2) ор виз виз о ор вых с о у 7
где во — поле излучения объекта; Авиз, А£ - соответственно операторы преобразования при визуальном наблюдении или в съемочной аппаратуре;
в ,в — соответственно изображения, полученные при визуальном наблюде-виз выхнии или съемке; и — изображение-оригинал.
При физическом подобии синтезированное изображение и оригинал должны быть идентичны друг другу: