Построение "сложного" цветового градиента?

Question

[flom]

Рылся в своих университетских материалах и нашел одну свою старую статью. Изначально задача заключалась в том, чтобы имея карту рельефа (Украины) в изолиниях, построить 3д модель рельефа. Она трансформировалась в построение сеточной функции F(xi,yj) на сетке N*M, где (xi,yj) — узлы сетки, а значение функции — высота рельефа в узле.


Проблем было две:

Первая заключалась в том, что рельеф, построенный по триангуляции этой сетки, должен был быть гладким(!).

Вторая — сетка может быть очень мелкой, т.е. точек может быть очень много. А значит алгоритм должен быть «быстрый».


Мы тогда эту задачу решили и даже написали небольшую статью в вестник университета. Тогда же было понятно, что аналогично можно решать задачу построения гладкого цветового градиента на сложной области (с множеством «константных» пятен и «карманов» сложной формы).



А теперь вопрос (просто интересно стало): реализуется ли подобная задача в современных графических пакетах (в photoshop, по-моему, только градиент по паттерну)? Есть ли подобное в библиотеках работы с canvas?

Answer 1

[MikhailEdoshin]

В иллюстраторе можно делать бленды между двумя кривыми (т. е. переводить за заданное количество шагов одну в другую), но он хорошо справляется только с простыми случаями, лучше всего — когда в кривых одинаковое количество точек; в сложных случаях качество неприемлемое. Кроме того там есть такие mesh'и, но я затруднюсь словами описать как они работают :) Не так, как у вас, однозначно. И да, это все векторное. Насчет фотошопа или других растровых редакторов я такого не слышал, правда, я давно уже не работал в этой области.

Штука полезная, для карт особенно. Как-то раз рисовал bump map для карты по изолиниям вручную; довольно скучная работа. Но и без карт мягкие градиенты между произвольными пятнами, на мой взгляд, очень ценная штука; подумайте о патенте.

А образца работы алгоритма нет? Вот хоть на вашем же примере.

Comments

[flom]

Вот пример работы. Он более домонстративный.

[MikhailEdoshin]

Спасибо — здорово работает :)

[Shirixae]

Карта высот (ваш Кэп).

Answer 2

[flom]

Написал небольшое консольное приложение, которое разбирает входящий BMP с цетовыми «источниками» и делает новый BMP с разных видов градиентными заливками.

Answer 3

[lsdima]

Если у вас полигональная сетка — используйте полигональное затенение. Если нужно цветовое кодирование, используйте вместо сдвига яркости — сдвиг оттенка. При затенение по Гуро будет быстро и гладко даже на маленьком количестве полигонов.

Гляньте еще замечательный блог американского картографа, как раз связано с визуализацией: indiemaps.com/

Comments

[flom]

Вы не поняли сути задачи. Для случая с рельефом — есть набор изолиний, по которым нужно отстроить 3д модель. Гладкость в данном случае это не «визуальная» гладкость триангулированной поверхности, когда не видны грани соприкасающихся полигонов. А, простите за тавтологию, отсутствие больших градиентов у этой восстановленной сеточной функции, локальных осциляций, которыми грешат все статистические методы экстраполяции.

[lsdima]

Тогда вместо Гуро используйте затенение по Фонгу
www.ixbt.com/video/light-model-phong.html

Answer 4

[lashtal]

Я думаю, это стандартная функция многих 3д/cad/… пакетов, у автодеска в частности много продуктов, которые так могут. Вот еще страница где много софта для конвертации ECD/point clouds в сетку: www.vterrain.org/Elevation/contour.html

фотошоп, люстра и остальные 2д редакторы так не умеют, это вообще исключительно в 3д же имеет смысл… Т.е. я теоретически могу представить потребность в таких градиентах в 2д, но в этих редких случаях проще отскриншотить вид сверху в 3д программе =)

Comments

[flom]

В целом — да, стандартная. Лет 5-7 назад именно при помощи MapInfo и Surfer (есть в вашем списке) мы и пытались решать задачу. Конкретно в серфере было около 10 статистических алгоритмов на выбор. Но ни один не работал с изолиниями как «линиями» — а только как с последовательностью точек, которыми она была оцифрована. В результате решение сильно зависело от дискретизации изолинии (количества точек, снятых при оцифровке карты). Или, к примеру, в решении, там где проходит изолиния — получаем значение функции значительно отличающиеся от высоты изолинии. Думаю, за это время ситуация изменилась — но в данном случае речь идет о применении подхода в графике.
Основная фишка в том, что этот метод умеет заглядывать в «карманы». Причем не по прямой — а именно по тоннелю (см. картинку с черно-белым градиентом). Но я не дизайнер и мне сложно представить где подобный градиент может быть востребован.

Answer 5

[Sannis]

А можно попросить ссылку на статьи? :)

Comments

[flom]

Я вот думаю над прикладной реализацией метода, в виде плагина к фотошопу, или открытой библиотеки к тому же канвасу. А у вас интерес к методу какой? :)

[Sannis]

Чисто почитать :)

[VaiMR]

Я как-то на работе реализовывал построение сплайновых поверхностей дна белого моря, индийского океана и суши. В общем вещь нужная. Еще бы позволяла работать с огромными объемами данных. А то одно дно с высокой детализацией получалось от 100 гигов.

[Sannis]

Возможно, вам будет интересно: 8-ой Тихоокеанский Симпозиум по Визуализации Течений и Обработке Изображений.