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参数对比图制作教程?ps三折页制作教程步骤

发布于:2024-04-10 作者:nyajiajiao.cz 阅读:9

一、折页在线设计教程***ps三折页制作教程步骤

ps怎么设计折页

方法如下:

1、本教程采用photoshopCS5制作,其它版本通用,打开PS新建一个标准的16开大度横版文档,具体参数设置

2、建立完空白文档后,选择菜单“视图->新建参考线”进行三折页的参考线设定

3、根据三折页的划分及出血尺寸,我们要在水平上新建两条参考线(0.3厘米、21.3厘米),垂直上新建四条参考线(0.3厘米、9.8厘米、19.3厘米、28.8厘米),建立完后选择菜单“视图->锁定参考线”进行参考线锁定,如果参考线没有显示,可以选择菜单“视图->显示->参考线”即可

4、接下来我们进行背景布局,平面设计五花八门,没有什么固定的模式,一般三折页的正面三个版面从左到右为页面4、封底和封面,反面的三个版面从左到右为页面1、页面2和页面3,一般页面1、2、3都是介绍宣传内容,设计上相对简单,而封面和封底以及页面4可采用单页面设计,也可采用封面和封底联版设计,而本例将对页面4、封底和封面三个版面采用联版设计,这样可以让画面显得大气一些,首先设计封面,打开原图一,利用移动工具将其拖入到文档中生成图层1,按Ctrl+T键进行自由变换,适当调整大小及位置

5、接着打开原图二,一样拖入文档中生成图层2,并适当调整大小及位置

6、将图层2复制生成一个“图层2副本”,选择菜单“编辑->变换->水平翻转”,然后按Ctrl+T进行自由变换,适当调整大小及位置

7、单击选择画笔工具,设置前景色为黑色,画笔大小为400左右,硬度为0,不透明度为50%

8、给“图层2副本”添加图层蒙版,利用设置好的画笔工具对其边缘进行过渡处理

9、给图层2也添加图层蒙版,同样用画笔对其边缘进行过渡处理

10、将原图二再拖入文档中生成图层3,选择菜单“编辑->变换->水平翻转”,然后按Ctrl+T键进行自由变换,适当调整大小及位置

11、给图层3也添加图层蒙版,将用不到的边缘部分擦除掉,这样背景的布局就基本完成。

12、打开原图三,同样拖入文档中生成图层4,适当调整位置

13、给图层4添加图层蒙版,用画笔对边缘部分进行过渡处理

14、继续打开原图四,拖入文档生成图层5,按Ctrl+T键进行自由变换,适当将其压扁,这样能形成一种立体视觉效果

15、将图层5的图层混合模式设置为“正片叠底”

16、同样打开原图五拖入文档生成图层6,将图层6置于图层5的下方,设置其图层混合模式为“变亮”,按Ctrl+T键适当调整大小及位置

17、单击“直排文字工具”,字体选择“博洋行书3500”,字体大小为96点左右

18、在文档中单击并输入文字“武当”,然后选择菜单“图层->图层样式”,勾选“外发光”和“斜面和浮雕”,适当设置外发光,具体参数设置

19、再适当设置字体及大小,在首页右下角位置输入“弘扬中华武术”和“彰显国人精魂”字样,并设置图层样式“外发光”

20、到此封面基本设计完成,接下来进行封底设计,打开原图六,拖入生成图层7,设置其图层混合模式为“正片叠底”,然后将其置于右上角

21、适当设置字体(如叶根友毛笔行书2.0版)及大小,分别输入“太”和“极”两个字,并设置外发光图层样式

22、接着在封底的左下角位置输入“中国湖北武当山”字样,设置外发光图层样式

23、接下来处理页面4,也即最左边的版面,打开原图七,拖入生成图层8,适当调整大小及位置

24、单击选择魔棒工具,设置容差为20左右,不要勾选“连续”

25、在图层8的灰白位置多处单击(按Shift键可叠加选区),直到将除文字外的部分都选中

26、按Ctrl+Shift+I键将选区反选,然后给图层8添加图层蒙版,这样就得到大概的文字内容

27、单击选择图层8的图层蒙版,利用黑色画笔将一些边缘杂色擦除干净

28、可以将图层8复制生成“图层8副本”,将印章部分选中,反选后将其余部分删除

29、单击选中图层8,选择菜单“图层->图层样式->颜色叠加”,设置叠加颜色为黑色

30、用黑色画笔工具将一些杂色擦除干净,然后同样对“图层8副本”进行颜色叠加,设置叠加颜色为红色,另外还可以加上外发光样式,总之根据需要

进行自由设计,到此本例的三折页的正面基本制作完成,对于宣传彩页来说,文字内容不要太多,因为没有几个人会很用心的去看内容,所以要用尽可能。

ps三折页制作教程步骤

操作步骤/方法

1.点击左上角的文件并点击新建。

2.新建一个291*216毫米,颜色模式为CMYK颜色的白色画布。

3.使用参考线把画布分为3部分,左右两边留出一部分。

4.使用矩形工具在中间位置画出一个矩形并填充颜色。

5.在左右两边各画出一个矩形并输入要使用的文字即可。

6.根据以上步骤即可制作三折页。

注意事项/总结

1.使用参考线把画布分为3部分。2.在左右两边各画出一个矩形。

ps怎么做三折页

1、确定折页的尺寸大小

打开PS,填入尺寸,填入的尺寸要加上出血位。每条边加上3MM出血位。比如:宽度30CM,实际填入30.6CM,高度20CM,实际填入20.6CM。单位要记住选择的是:厘米。

2、确定折页的分辨率

折页的印刷分辨率是300DPI,输入数字:300,选择单位是:像素/英寸,这是印刷输出的通用分辨率。

3、确定折页的颜色模式

印刷的颜色模式是CMYK,不是RGB,所以一开始新建文档的时候就要把CMYK模式选好。

4、在PS菜单栏选择视图→勾选(√标尺)

在左上角位置用鼠标点标尺拖到3MM位置后松开鼠标,会看到一条蓝色线,左侧和上侧都拖完标尺到3MM位置后,蓝色线会显示一个正方形区域。

5、其它3个角依次拖出3MM标尺

这就是印刷的出血线,文字和主要图片内容不要超过这个出血线位置,印刷时出血线以外的部分是要被裁剪掉的。

6、三折页固定要每片的折线位置

比如:30CM宽的折页要做成3折,每折10CM,所以我们要固定10CM位置,如图所示,10CM、20CM位置有蓝色线标出,设计文字和图片内容时要考虑到折线位置会遮挡。

二、PS复杂背景扣图技巧和教程

PS抠图方法、技巧大集合我在网上找到的一些ps抠图方法、技巧,希望对大家有所帮助。

一、魔术棒法——最直观的方法

适用范围:图像和背景色色差明显,背景色单一,图像边界清晰。

方法意图:通过删除背景色来获取图像。

方法缺陷:对散乱的毛发没有用。

使用方法:1、点击“魔术棒”工具;

2、在“魔术棒”工具条中,在“连续”项前打勾;

3、“容差”值填入“20”。(值可以看之后的效果好坏进行调节);

4、用魔术棒点背景色,会出现虚框围住背景色;

5、如果对虚框的范围不满意,可以先按CTRL+D取消虚框,再对上一步的“容差”值进行调节;

6、如果对虚框范围满意,按键盘上的DELE键,删除背景色,就得到了单一的图像。

二、色彩范围法——快速

适用范围:图像和背景色色差明显,背景色单一,图像中无背景色。

方法意图:通过背景色来抠图。

方法缺陷:对图像中带有背景色的不适用。

使用方法:1、颜色吸管拾取背景色;

2、点击菜单中“选择”功能里的“色彩范围”功能;

3、在“反相”项前打勾,确定后就选中图像了。

三、磁性索套法——方便、精确、快速和我常用的方法

适用范围:图像边界清晰。

方法意图:磁性索套会自动识别图像边界,并自动黏附在图像边界上。

方法缺陷:边界模糊处需仔细放置边界点。

使用方法:1、右击“索套”工具,选中“磁性索套”工具;

2、用“磁性索套”工具,沿着图像边界放置边界点,两点之间会自动产生一条线,并黏附在图像边界上。

3、边界模糊处需仔细放置边界点。

4、索套闭合后,抠图就完成了。

四、(索套)羽化法——粗加工

适用范围:粗略的抠图。

方法意图:粗略抠图,不求精确。

方法缺陷:图像边界不精确。

使用方法:1、点击“索套”工具;

2、用索套粗略地围住图像,边框各处要与图像边界有差不多的距离;这点能保证之后羽化范围的一致性,提高抠图的精确性;

3、右击鼠标,选择“羽化”功能;

4、调节羽化值,一般填入“20”,确定后就粗略选中图像了。羽化值的大小,要根据前一步边框与图像的间距大小调节。

五、(索套)钢笔工具法——最精确最花工夫的方法

适用范围:图像边界复杂,不连续,加工精度度高。

方法意图:完全*手工逐一放置边界点来抠图。

方法缺陷:慢。抠一个图连手脚指都抠的话,要15分钟左右。

使用方法:

钢笔工具法步骤如下:

1、索套建立粗略路径

(1)用“索套”工具粗略圈出图形的外框;

(2)右键选择“建立工作路径”,容差一般填入“2”。

2、钢笔工具细调路径

(1)选择“钢笔”工具,并在钢笔工具栏中选择第二项“路径”的图标;

(2)按住CTRL键不放,用鼠标点住各个节点(控制点),拖动改变位置;

(3)每个节点都有两个弧度调节点,调节两节点之间弧度,使线条尽可能的贴近图形边缘,这是光滑的关键步骤;

(4)增加节点:如果节点不够,可以放开CTRL按键,用鼠标在路径上增加。删除节点:如果节点过多,可以放开CTRL按键,用鼠标移到节点上,鼠标旁边出现“—”号时,点该节点即可删除。

3、右键“建立选区”,羽化一般填入“0”,,

按 CTRL+C复制该选区;

新建一个图层或文件;

在新图层中,按 CTRL+V粘贴该选区,这样就OK了!

取消选区快捷键:CTRL+D

注意:此工具对散乱的头发没有用。

六、蒙板抠图法——直观且快速

使用方法:1、打开照片和背景图

2、点击移动工具把照片拖动背景图

3、添加蒙版

4、前景色设为黑色,选择画笔45

5、这样就可以在背景上擦,擦到满意为止。如果万一擦错了地方,只要将前景色改为白色,就可以擦回来。

初学者PS抠图法集锦专业版

一、橡皮擦抠图

方法、特点和适用范围:橡皮擦抠图就是用橡皮擦工具擦掉不用的部分,留下有用的部分。这种方法属外形抠图的方法,简单好用,但处理效果不好,可用于外形线条简单的图形抠图。但主要用于对其它方法抠图后的效果进行进一步处理。

操作步骤:

1、打开图片;

2、双击该图层,将背景层改为普通层

3、选取橡皮擦工具,可选画笔主直径大点,先粗略地擦掉大部分不用的部分

4、再选画笔主直径小点,把图片放大,进行精细处理

二、魔术棒抠图

方法、特点和适用范围:魔术棒抠图就是用魔术棒工具点选不用的部分,或者点选要用的部分再反选,然后删除,留下有用的部分。这种方法属于颜色抠图的范畴,使用简便,但不宜达到预期效果。因此只能用于图片要用部分和不用部分色差较大时抠图或用于其它抠图方法的辅助方法。

操作步骤:

1、打开图片;

2、双击该图层,将背景层改为普通层;

3、选取魔术棒工具,在其属性栏取适当的容差值(色差小时须选较小值,一般取值为20);如因该图色差较大,可选了较大值80;

4、点选背景;

5、编辑/清除

三、路径抠图

方法、特点和适用范围:路径抠图就是用钢笔工具把图片要用部分圈起来,然后将路径作为选区载入,反选,再从图层中删除不用部分。这种方法也属外形抠图的方法,可用于外形比较复杂,色差又不大的图片抠图。再辅之以橡皮檫工具,可取得好的效果。

操作步骤:

1、打开图片;

2、双击该图层,将背景层改为普通层;

3、选取钢笔工具,在其属性栏选取参数;

4、把图片中要用部分圈起来;

5、终点接起点,形成闭合区;

6、在路径面板下面点选将路径作为选区载入按钮;

7、选择/反选.

四、蒙版抠图

方法、特点和适用范围:蒙版抠图是综合性抠图方法,即利用了图中对象的外形也利用了它的颜色。先用用魔术棒工具点选对象,再用添加图形蒙版把对象选出来。其关键环节是用白、黑两色画笔反复减、添蒙版区域,从而把对象外形完整精细地选出来。

操作步骤:

1、打开图片;

2、双击该图层,将背景层改为普通层;

3、选取魔术棒工具,容差选大点(50—80),按住Shift键,通过多次点选,把对象全部地选出来;

4、按下添加蒙版工具按钮;

5、在导航器面板中将显示比例调大,突出要修改部分;

6、选背景色为黑色,前景色为白色;

7、选取画笔工具,直径在10左右,对要修改部分添加蒙版区域;

8、把画笔直径调小点(5—7),转换前景和背景色,使前景色为黑色,把所添加的多余部分减掉;

9、如果不够理想,则重复7、8两步,以达到满意效果。

五、通道抠图

方法、特点和适用范围:通道抠图属于颜色抠图方法,利用了对象的颜色在红、黄、蓝三通道中对比度平同的特点,从而在对比度大的通道中对对象进行处理。先选取对比度大的通道,再复制该通道,在其中通过进一步增大对比度,再用魔术棒工具把对象选出来。可适用于色差不大,而外形又很复杂的图象的抠图,如头发、树枝、烟花等等。

操作步骤:

1、打开图片;

2、双击该图层,将背景层改为普通层;

3、打开通道面板,分别点选红、黄、蓝三个单色面板,找出对象最清晰的通道,该图中我们点选蓝色通道;

4、将蓝通道拖至通道面板下面的创建新通道按钮上,复制出蓝副本通道;

5、图像/调整/色阶,调整“输入色阶”,增强对象对比度;

6、图像/调整/反相;

7、选用套索工具,把烟花等图案圈出来;

8、选择/反选,编辑/填充/填充前景色(白色),选择/取消选择;

9、图像/调整/反相;

10、按住“Ctrl”键点蓝副本通道,载入烟花等的选区,功换到图层面板,烟花等被选中;

11、选择/反选,编辑/清除;选择/取消选择

当然比较专业的技巧还有很多诸如抽出前景色设置为白色后利用橡皮插去多余颜色……利用增强对比度、感光度等抽取毛发、头发等……还有好多好多……………………可是这些方法描述起来比较的吃力,就省略一些篇幅了。

【PS教程】偷天换地 PS抠图技巧谈

在许多的旅游景点有风景照快速合成纪念,即把人像叠加到固定的风景图片上,但制作出来的照片比较死板。Photoshop暗房很容易让我们制作各种合成照片,而且得益于Photoshop强大的功能,完全可以做到以假乱真的地步,让你足不出户即可“周游世界”。

制作这种类型合成照成功的前提是完美的抠图,要把被合成对像与原背景完美分离,然后再利用Photoshop强大的滤镜功能做些光影效果即可实现。

抠图是最关键的一步,抠图的方法又多种多样,套索、魔术棒、蒙板等都是最常用的,但涉及到人像抠图,特别是人的毛发的抠图的时候,简单的工具就无法达成满意的抠图效果,在这里,我们重点介绍利用Photoshop通道来实现快速简单抠图的技巧。

1、在Photoshop中,打开主体原图(图1),

图1

按F7键打开通道面板。一般DC拍出的照片为RGB模式,在R、G、B三通道中找出一个对比度最强的通道,即反差最大的,这样的通道容易实现主体与背景的分离,在本图中选择蓝色通道(图2)。

图2

2、复制蓝色通道(拖拽蓝色通道到下方的复制通道按钮上),生成新通道“蓝副本”(图2)。

3、选择“图像→调整→反相(Ctrl+I)”(图3),结果见(图4)。

图3

图4

4、对新通道“蓝副本”进行色阶调整,选择“图像→调整→色阶对话框(Ctrl+L)”(图5),黑、白两三角向中间移动,目的是进一步加大对比。

图5

5、再次调用色阶调整,用白色吸管点击脸部的灰色,达到可以把脸部尽可能为白色,背影尽可能变为黑色的效果(图6)。

图6

如果仅使用此方法不足以达成效果,可以再使用橡皮擦、套索等工具进行处理,最终达成(图7)效果。

图7

6、按住Ctrl,点击通道“蓝副本”,即可选中白色部分载入选区(图8),

图8

为了使抠下来的图在贴到其他背景上边缘过渡的更自然,一般在拷贝前进行一下“羽化”(图9),羽化半径一般选1-5(根据图片尺寸大小选择合适数值)。

图9

7、点选RGB通道(Ctrl+~)回到彩色模式,拷贝圈选主体部分,然后打开一张背景图,粘贴并调整主体图大小到合适尺寸,移动主体到合适位置即可(图10)。

图10

8、但由于是两张不同光照下拍摄的照片,细看光线方向时破绽就会出现,所以要在简单合成后再对粘贴过来的图层进行光照的处理(图11),

图11

选择“滤镜/渲染/光照效果”,调整光照的方向及光照范围大小(图12)即可,调整光线后的效果见图12。

图12

9、至此抠图合成过程已全部完成,建议尝试把抠出的主体图粘贴到不同的背景层上去以求最佳效果,如图13命名为“花仙子”,

图13

图14则是一张标准的人像风景图,在合成的过程中,不仅要注意光线的方向,还要注意主体与背景大小、畸变、透视的原则,这样才能制作出完美的合成照片,达到以假乱真的地步。

图14

这里介绍的抠图法比较适合对比反差大的原始照片,特别是人或动物的毛发可以实现较好的抠取,但好的抠图是要靠多种工具的综合使用才能实现的,建议大家多加练习,熟练后抠取一张类似的图片只需要5到10分钟,赶快试一下吧!

PS抠图技巧大全

PS抠图技巧大全全面的讲解了多种PS常用的抠图方法,其中第二种方法图层模式抠取法是比较少见的,不过却非常方便,只需要把背景调成白色,然后改变图层混合模式,再稍微用蒙版涂一下就完成,非常快捷。其它的方法基本上都是常用的。抠图的时候需要根据具体图片设定最佳方法。

原图

最终效果

一、抽出滤镜抠图法

101、打开图片,ctrl+j两次,分别得到图层1和图层1副本。

102、点击红圈处,新建图层2放于图层1和背景层之间,作为检查效果和新的背景层,并填充颜色。

103、在图层1执行滤镜--抽出命令,在强制前景处打勾,用吸管工具在红圈处取色。

104、用高光器工具把头发涂抹绿色

105、确定后,头发就抠出来了

106、把图放大到400%,用橡皮擦或用蒙版把头发边缘的杂色清理干净,以使图片的效果清澈。

107、在图层1副本层点红圈处为图层添加蒙版,用黑画笔涂抹出新的背景。

108、看看效果

二、图层模式抠取法

201、打开图片,ctrl+j两次,分别得到图层1和图层1副本。

202、点击红圈处,新建图层2放于图层1和背景层之间,作为检查效果和新的背景层,并填充颜色。

203、在图层1执行图像--调整--色阶命令,用白吸管在图中的红圈处点一下,原来的灰色背景就变成了白色背景了。

204、用白画笔把残余的灰背景色涂抹成白色。

205、图层的混合模式设置为正片叠底。

206、在图层1副本层点红圈处为图层添加蒙版,用黑画笔涂抹出新的背景。

207、看看效果

三、通道抠取法

301、打开图片,ctrl+j复制图层得到图层1,新建图层2,放于图层1和背景层之间,并填充颜色,作为检查效果和新的背景层

302、点击图层1,进入通道,复制绿通道得到绿副本。(因绿通道里的层次最清晰)

303、执行图像--调整--色阶命令,(快捷键:ctrl+l)参数参考如图。

304、这时人物主体及头发外还有灰色。

305、用白画笔涂抹掉这些灰色。

306、ctrl+i,反相白变黑,点击红圈处作选区,出现蚁线。

307、回到图层,点击图层1,ctrl+j得到图层3,关掉图层1的小眼睛看看头发就抠出来了。

308、把图层1移到最顶层,加蒙版用黑画笔涂抹出新背景

309、看看效果

〖ps教程〗Ps复杂边缘图像抠图技巧实例

抠图是Photoshop的基本操作。路径适合做边缘整齐的图像,魔棒适合做颜色单一的图像,套锁适合做边缘清晰一致能够一次完成的图像,通道适合做影调能做区分的图像。

对于边缘复杂、块面很碎、颜色丰富、边缘清晰度不一、影调跨度大的图像,最好是用蒙版来做抠图。

下面这张图是一位在大自然中的写生者,背景不好,需要替换。要把人物和地面抠出来,路径、魔棒、套锁、通道都不好用,还是用蒙版吧。

背景素材

唠叨一下:

1、制作的时候一定要精细,不断地调整笔刷的直径和软硬参数,不能凑合;

2、蒙版是可以修的,发现那里不合适,就重新进入蒙版作修饰;

3、如果整体图像都带有一个边缘,可以在蒙版中做一个像素的minimum处理。

三、三维图形可视化制作技术

(一)OpenGL

OpenGL(Open Graphics Libaray)由SGI公司为其图形工作站开发的可以独立于窗口操作和硬件环境的图形开发系统。其目的是将用户从具体的硬件和操作系统中解放出来。用此系统可以不去理解这些系统的结构和指令系统,只要按规定的格式书写应用程序就可以在任何支持该语言的硬件平台上执行。由于OpenGL的高度可重用性,已经有几十家大公司表示接受OpenGL作为标准软件接口,目前加入OpenGL ARB(OpenGL体系结构审查委员会)的成员有SGI公司、HP公司、MicroSoft公司、Intel公司、IBM公司、SUN公司、DEC公司、AT&T公司的Unix软件实验室等。在该组织的努力下,OpenGL已经成为高性能图形和交互式视景处理的工业标准,能够在Windows95/98、Windows NT、Windows 2K、Macos、Beos、OS/2以及Unix上应用。OpenGL的实质是作为图形硬件的软件接口,是一组三维的API函数。

1.OpenGL的主要功能

(1)建模。不但有简单的点线面还提供了复杂的三维物体(球、锥等)以及复杂的曲线曲面(Bezier、Nurbs等)绘制函数。

(2)变换。主要包括基本变换(平移、旋转等)和投影变换(平行、透视投影等)。

(3)颜色模式设置。RGBA模式、ColorIndex颜色索引。

(4)光照和材质设置。OpenGL光有辐射光、环境光、漫反射光、镜面光;材质是用光反射率来表示的。场景中物体最终反映到人眼的颜色是光的RGB分量和材质的RGB分量叠加形成的。

(5)纹理映射。主要表达物体表面的细节。

(6)位图显示和图像增强。图像功能除了基本的复制和图像像素读写外,还提供融合(Blending)、反走样(Antialiasing)、雾化(Fog)等特殊的图像处理效果。

(7)双缓冲(Double Buffering)动画。双缓冲即前台缓冲和后台缓冲。后台计算场景、产生画面,前台显示后台已经计算好的画面。

(8)交互技术。主要是提供三种工作模式:绘图模式、选择模式和反馈模式。绘图模式完成场景的绘制,可以借助物体的几何参数及运动控制参数、场景的观察参数、光照参数和材质参数、纹理参数、OpenGL函数的众多常量控制参数、时间参数等和Windows对话框、菜单、外部设备等构成实时交互的程序系统。在选择模式下,则可以对物体进行命名,选择命名的物体,控制对命名的物体的绘制。而反馈模式则给程序设计提供了程序运行的信息,这些信息也可反馈给用户,告诉用户程序的运行状况和监视程序的运行进程。

(9)其他。利用OpenGL还能实现深度暗示(Depth Cue)、运动模糊(Motion Blur)等特殊效果。

2.OpenGL的基本原理

OpenGL是一个硬件发生器的软件接口,其主要目的是将二维、三维物体绘制到一个帧缓冲里,它包括几百个图形函数。开发者主要利用这些函数来建立三维模型和进行三维实时交互。

(1)图元操作和指令。OpenGL能够从多种可选择的模式画图元,而且一种模式的设置一般不会影响其他模式的设置,无论发生深墨情况,指令总是被顺序处理,也就是说,一个图元必须完全画完之后,后继图元才能影响帧存。

(2)图形控制。OpenGL提供诸如变换矩阵、光照、反走样方法、像素操作等参数来控制二维和三维图形的绘制。它并不提供一个描述或建立复杂几何物体的手段。OpenGL提供的是怎样画复杂物体的机制而非描绘复杂物体本身的面面俱到的工具。即OpenGL是过程性的而非描述性的。

(3)执行模式。OpenGL命令的解释模式是客户/服务器模式的,即由客户发布命令,命令由OpenGL服务器(解释器)来处理,服务器可以运行在相同的或不同的计算机上,基于这一点,OpenGL是网络透明的。

地下水三维可视化系统开发与应用

3.OpenGL的命令语法与状态

基于OpenGL标准开发的微机应用程序必须在32位Windows平台下,如Windows98/NT环境,运行时所需的动态连接库为OpenGL32.DLL、Glu32.DLL。OpenGL包含100多个库函数,这些函数按一定的格式来命名。

(1)核心函数115个,每个函数以gl开头,这些函数是最基本的,可以运行在任何工作平台上。这些函数创建二维和三维几何形体,设置视点,建立视觉体,设置颜色及材质,建立灯光,进行纹理映射,反走样,处理融合,雾化场景等,它们可以接受不同的参数,因而可派生300多个函数。

(2)OpenGL实用库函数以glu开头,共43个。这些函数基于OpenGL核心函数,主要提供对辅助函数的支持,并且执行了核心OpenGL函数的交互,因而是比核心函数更高一层的函数,也更有通用性。可以运行在任何OpenGL工作平台上。

(3)辅助库函数,共31个。以aux开头,它们是一类特殊的OpenGL函数,是帮助初学者尽快进入OpenGL编程而做简单练习用的。因此并不能在所有平台上运行。但Windows98/NT支持它们。

(4)Windows专用库函数,以wgl开头。主要是连接OpenGL和Windows窗口系统的,用它们可以管理着色描述表及显示列表,扩展功能,管理字体位图等。

(5)Win32 API函数,共6个,用于处理像素格式及缓冲。

(6)OpenGL结构,共4个。

4.OpenGL图形操作步骤

步骤1:设置像素格式:主要包括建立OpenGL绘制风格、颜色模式、颜色位数、深度位数等;

步骤2:建立模型:建立三维模型;

步骤3:舞台布景:如何把景物放置在三维空间的适当位置,设置三维透视视觉体以观察场景;

步骤4:效果处理:设置物体的材质(颜色、光学性能及纹理映射等)加入光照及光照条件;

步骤5:光栅化:把景物及其颜色信息转化为可在计算机上显示的像素信息。

(二)VRML

1.VRML简介

VRML是英文Virtual Reality Modeling Language——虚拟现实造型语言的缩写。其最初的名字叫Virtual Reality Makeup Language。名字是由第一届WWW(1994,日内瓦)大会上,由Tim Berners Lee和Dave Raggett所组织的一个名为Bird-of-a-Feather(BOF)小组提出的。后来Makeup改为Modeling。VRML和HTML是紧密相连的,是HTML在3D领域的模拟和扩展。由于VRML在Internet具有良好的模拟性和交互性,因而显示出强大的生命力。

VRML是一种3D交换格式,它定义了当今3D应用中的绝大多数常见概念,诸如变换层级、光源、视点、几何、动画、雾、材质属性和纹理映射等。VRML的基本目标是确保能够成为一种有效的3D文件交换格式。

VRML是HTML的3D模型。它把交互式三维能力带入了万维网,即VRML是一种可以发布3D网页的跨平台语言。事实上,三维提供了一种更自然的体验方式,例如游戏、工程和科学可视化、教育和建筑。诸如此类的典型项目仅靠基于网页的文本和图像是不够的,而需要增强交互性、动态效果连续感以及用户的参与探索,这正是VRML的目标。

VRML提供的技术能够把三维、二维、文本和多媒体集成为统一的整体。当把这些媒体类型和脚本描述语言(scripting language)以及因特网的功能结合在一起时,就可能产生一种全新的交互式应用。VRML在支持经典二维桌面模型的同时,把它扩展到更广阔的时空背景中。

VRML是赛博空间(cyber space)的基础。赛博空间的概念是由科幻作家William Gibson提出的。虽然VRML没有为真正的用户仿真定义必要的网络和数据库协议,但是应该看到VRML迅速发展的步伐。作为标准,它必须保持简单性和可实现性,并在此前提下鼓励前沿性的试验和扩展。

2.VRML的基本工作原理及其特性

(1)用文本信息描述三维场景。在Internet网上传输,在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维场景,解释生成的标准规范即是VRML规范。正是基于VRML的这种工作机制,才使其可能在网络应用中有很快的发展。当初VRML的设计者们考虑的也正是文本描述的信息在网络上的传输比图形文件迅速,所以他们避开在网络上直接传输图形文件而改用传输图形文件的文本描述信息,把复杂的处理任务交给本地机从而减轻了网路的负荷。

(2)统分结合模式。VRML的访问方式基于C/S模式,其中服务器提供VRML文件,客户通过网络下载希望访问的文件,并通过本地平台的浏览器(Viewer)对该文件描述的VR世界进行访问,即VRML文件包含了VR世界的逻辑结构信息,浏览器根据这些信息实现许多VR功能。这种由服务器提供统一的描述信息,客户机各自建立VR世界的访问方式被称为统分结合模式,也是VRML的基本概念。由于浏览器是本地平台提供的,从而实现了VR的平台无关性。

(3)基于ASCII码的低带宽可行性。VRML像HTML一样,用ASCII文本格式来描述世界和链接,保证在各种平台上通用,同时也降低了数据量,从而在低带宽的网络上也可以实现。

(4)实时3D着色引擎。传统的VR中使用的实时3D着色引擎在VRML中得到了更好的体现。这一特性把VR的建模与实时访问更明确地隔离开来,也是VR不同于三维建模和动画的地方。后者预先着色,因而不能提供交互性。VRML提供了6+1个自由度,即三个方向的移动和旋转,以及和其他3D空间的超链接(Anchor)。

(5)可扩充性。VRML作为一种标准,不可能满足所有应用的需要。有的应用希望交互性更强,有的希望画面质量更高,有的希望VR世界更复杂。这些要求往往是相互制约的,同时又受到用户平台硬件性能的制约,因而VRML是可扩充的,即可以根据需要定义自己的对象及其属性,并通过Java语言等方式使浏览器可以解释这种对象及其行为。

(三)X3D

X3D(Extensible 3D——可扩展3D)是一个软件标准,定义了如何在多媒体中整合基于网络传播的交互三维内容。X3D将可以在不同的硬件设备中使用,并可用于不同的应用领域中。比如工程设计、科学可视化、多媒体再现、娱乐、教育、网页、共享虚拟世界等方面。X3D也致力于建立一个3D图形与多媒体的统一的交换格式。X3D是VRML的继承。VRML(Virtual Reality Modeling Language-虚拟现实建模语言)是原来的网络3D图形的ISO标准(ISO/IEC 14772)。X3D相对VRML有了改进,提供了以下的新特性:更先进的应用程序界面,新添的数据编码格式,严格的一致性,组件化结构(用来允许模块化的支持标准的各部分)。

1.X3D设计目标

X3D确立了以下的设计目标:

(1)分离数据编码和运行时间结构;

(2)支持大量的数据编码格式,包括XML(Extensible Markup Language);

(3)增加新的绘图对象、行为对象、交互对象;

(4)给3D场景提供可选的应用程序界面(APIs);

(5)定义规格的子集“概貌(Profiles)”以适合不同的市场需要;

(6)允许在不同层次(1evels)的服务上都能实现X3D规格;

(7)尽可能添加完善规格中行为的定义或描述。

2.X3D特性

为了满足工程设计、科学可视化、多媒体再现、娱乐、教育、网页、共享虚拟世界等方面使用的需要,X3D添加了以下的新特性:

(1)3D图形:多边形化几何体、参数化几何体、变换层级、光照、材质、多通道/多进程纹理帖图;

(2)2D图形:在3D变换层级中显示文本、2D矢量、平面图形;

(3)动画:计时器和插值器驱动的连续动画;人性化动画和变形;

(4)空间化的音频和视频:在场景几何体上映射视听源;

(5)用户交互:基于鼠标的选取和拖曳;键盘输入;

(6)导航:摄像机;用户在3D场景中的移动;碰撞、接近和可见性检测;

(7)用户定义对象:通过创建用户定义的数据类型,可以扩展浏览器的功能;

(8)脚本:通过程序或脚本语言,可以动态地改变场景;

(9)网络:可以用网络上的资源组成一个单一的X3D场景;可以通过超链接对象连接到其他场景或网络上的其他资源;

(10)物理模拟:人性化动画;地理化数据集;分布交互模拟(Distributed Interactive Simulation-DIS)协议整合。

(四)Java 3D

Java 3D用其自己定义的场景图和观察模式等技术构造了3D的上层结构,实现了在Java平台使用三维技术。Java 3D API是Sun定义的用于实现3D显示的接口。3D技术是底层的显示技术,Java 3D提供了基于Java的上层接口。Java 3D把OpenGL和DirectX这些底层技术包装在Java接口中。这种全新的设计使3D技术变得不再繁琐并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架构,这些特性保证了Java 3D技术强大的扩展性。Java 3D建立在Java2(Java1.2)基础之上,Java语言的简单性使Java 3D的推广有了可能。Java 3D是在OpenGL的基础上发展起来的,可以说是Java语言在三维图形领域的扩展,其实质是一组API即应用程序接口。利用Java 3D所提供的API就可以编写出一些诸如三维动画、远程三维教学软件、三维辅助设计分析和模拟软件,以及三维游戏等。它实现了以下三维功能:

(1)生成简单或复杂的形体(也可以调用现有的三维形体);

(2)使形体具有颜色、透明效果、贴图;

(3)在三维环境中生成灯光、移动灯光;

(4)具有行为的处理判断能力(键盘、鼠标、定时等);

(5)生成雾、背景、声音;

(6)使形体变形、移动、生成三维动画;

(7)编写非常复杂的应用程序,用于各种领域如VR(虚拟现实)。

1.Java 3D的数据结构

Java 3D的数据结构和OpenGL的数据结构一样,采用的是场景图的数据结构,但Java 3D根据Java语言的特点。Java 3D的场景图是DAG(Directed-acyclic Graph),其特点是具有方向的不对称性。Java 3D的场景图由Java 3D的运行环境直接转变成具有三维显示效果的显示内存数据,从而在计算机上显示出三维效果,显示内存中不断接收Java 3D的运行最新结果,从而产生三维动画。

2.、Java 3D(API)中的类

Java 3D是根据OpenGL的三维图形库及VRML的基础上开发出来的一个API,里面包含了几乎所有编写Java交互式三维应用程序所需的最基本的类(类方法)、接口。主要存放在程序包Javax.media.j3d中,这些是Java 3D的核心类。另外,还有提供一个有助于快速编程的应用类型的包(Utility包)com.sun.j3d.utils(可或缺,主要是能大大地提高程序的编写效率)。除了核心类和Utility包之外,还有:

(1)Java.awt(主要是定义一个显示用的窗口);

(2)Javax.vecmath(主要是处理定义的矢量计算所用的类,今后核心类);

(3)Java 3D的类根据作用可分为Node、NodeComponent,其中Node又分为Group及Leaf两个子类。

(五)IDL

1.IDL简介

IDL(Interactive Data Language)是美国RSI公司(Research System Inc)的产品,它集可视、交互分析、大型商业开发为一体,为用户提供了完善、灵活、有效的开发环境。IDL的主要特性包括:

(1)高级图像处理、交互式二维和三维图形技术、面向对象的编程方式、OpenGL图形加速、跨平台图形用户界面工具包、可连接ODBC兼容数据库及多种程序连接工具等。

(2)IDL是完全面向矩阵的,因此具有处理较大规模数据的能力。IDL可以读取或输出有格式或无格式的数据类型,支持通用文本及图像数据,并且支持在NASA,TPT,NOAA等机构中大量使用的HDF,CDF及netCDF等科学数据格式及医学扫描设备的标准格式DICOM格式。IDL还支持字符、字节、16位整型、长整型、浮点、双精度、复数等多种数据类型。能够处理大于2Gb的数据文件。IDL采用OpenGL技术,支持OpenGL软件或硬件加速,可加速交互式的2D及3D数据分析、图像处理及可视化。可以实现曲面的旋转和飞行;用多光源进行阴影或照明处理;可观察体(Volume)内部复杂的细节;一旦创建对象后,可从各个不同的视角对对象进行可视分析。

(3)IDL具有图像处理软件包,例如感兴趣区(ROI)分析及一整套图像分析工具、地图投影及转换软件包,宜于GIS的开发。

(4)IDL带有数学分析和统计软件包,提供科学计算模型。可进行曲线和曲面拟合分析、多维网格化和插值、线性和非线性系统等分析。

(5)用IDL DataMiner可快速访问、查询并管理与ODBC兼容的数据库,支持Oracle,Informix,Sybase,MS SQL等数据库。可以创建、删除、查询表格,执行任意的SQL命令。

(6)IDL可以通过ActiveX控件将IDL应用开发集成到与COM兼容的环境中。用Vi-sual Basic,Visual C++等访问IDL,还可以通过动态连接库方式从IDL调用C,Fortran程序或从其他语言调用IDL。

(7)用IDL GUIBuilder可以开发跨平台的用户图形界面(GUI),用户可以拖放式建立图形用户界面GUI,灵活、快速地产生应用程序的界面。

(8)IDL为用户提供了一些可视数据分析的解决方案,早在1982年NASA的火星飞越航空器的开发就使用了IDL软件。

2.IDL的编程方式

IDL有两种编程方式,一是利用IDL平台的GUIBuilder进行编程,这种方式的特点是所见即所得,使用IDL自身所具有的控件进行编程和界面设置,但使用灵活性不够;另一种是利用IDL平台的集成开发环境的组件编程技术,这种方式的特点是较为灵活,而且功能较强,可以随着编程者的意愿进行设置。另外在IDL中有批处理文件语句,即在命令行中直接输入命令语句来进行数据的读入和输出,以及进行属性设置和处理。此外,IDL提供IDLDRAW WIDGET控件,可进行基于COM技术的开发。

3.IDL的应用领域

由于其强大的功能和独特的特点,IDL语言可以应用地球科学(包括气象、水文、海洋、土壤、地质、地下水等)、医学影像、图像处理、GIS系统、软件开发、大学教学、实验室、测试技术、天文、航空航天、信号处理、防御工程、数学统计及分析、环境工程等很多领域,IDL语言都可以得到广泛的应用。目前应用IDL语言,已经开发出了ENVI,IMAGIS,RiverTools,医学等成熟产品。具体的应用实例也非常多,如在2000年澳大利亚悉尼奥运会综合预报系统、美国国家环境卫星数据和信息服务中心的厄尔尼诺现象分析等工作中得到了成功的应用。

北京市勘察设计研究院应用IDL语言,已开发了真三维地质分析系统AutoDig,能够直接对简单的地质数据,或其他带层次性的数据实现科学的、完整的三维建模;同时也提供真三维显示功能,不仅能对三维体实现任意的旋转、放大、缩小,而且也能实现交互式的真三维切割功能。

(六)小结

三维图形技术是随着计算机软硬件技术的发展而发展变化的,其鼻祖是SGI公司推出的OpenGL三维图形库。OpenGL是业界最为流行也是支持最广泛的一个底层3D技术,几乎所有的显卡厂商都在底层实现了对OpenGL的支持和优化。OpenGL同时也定义了一系列接口用于编程实现三维应用程序,但是这些接口使用C(C++)语言实现并且很复杂。掌握针对OpenGL的编程技术需要花费大量时间精力。

Java 3D是在OpenGL的基础上发展起来的,可以说是Java语言在三维图形领域的扩展,其实质是一组API即应用程序接口。

Direct3D是Microsoft公司推出的三维图形编程API,它主要应用于三维游戏的编程。众多优秀的三维游戏都是由这个接口实现的。与OpenGL一样,Direct3D的实现主要使用C++语言。

VRML2.0(VRML97)自1997年12月正式成为国际标准之后,在网络上得到了广泛的应用,这是一种比BASIC,JAVASCRIPT等还要简单的语言。现已发展为X3D。脚本化的语句可以编写三维动画片、三维游戏、计算机三维辅助教学。它最大的优势在于可以嵌在网页中显示。

美国RSI公司(Research System Inc)研制和开发的最新可视软件IDL(Interactive Data Language)交互式数据语言,是进行数据分析、可视化和跨平台应用开发的较佳选择,它集可视、交互分析、大型商业开发为一体,为用户提供了完善、灵活、有效的开发环境。三维技术的比较见表1-2。

表1-2三维技术对比

二维码

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