UNIX実験

2D/3D Graphics, GUI

チーム名「Watering KissMint」

　　045753B　　　宮城　健(リーダー)
045702H　　　池原　匠　　　
045721D　　　金城　巨樹　　
045737A　　　渡口　誠太　　
045742G　　　中西　洋貴　　

Level 1　ビットマップレベル

カラー画像の一点の色は、 RGB と呼ばれるように、三原色で表現することがで
きる。現在のコンピュータでは、8bit ずつ24bit のRGBでカラーを表現すること
が一般的である。画像自体は、これらの一点を二次元配列を使って構成すること
ができる。
適当なプログラム言語を用いて、

    struct bitmap {
        unsigned char r,g,b;
    } frame_buffer[x][y];

のような構造を定義せよ。
これらの上に、

     RGBの入れ換え
     輝度変換
     ガンマカーブ変換
     拡大縮小、回転、平行移動などのアフィン変換

などの変換を施すプログラムを作成せよ。
また、netpbm ライブラリを用いて、実際に、変換がうまく行っていることを確
認せよ。そのためには、


    pnmnraw などの出力を frame_buffer に読み込む関数
    frame_buffer の内容をrawtoppm の入力に合わせて出力する関数

を作成するか、この frame_buffer の内容を表示する X11 lib レベルのプログ
ラムを作成する必要がある。(xloadimage などのソースを参考にして良い)

Level 2　直線の描画

frame_buffer をクリアする関数、および、任意の色の直線を描画する関数を作
成せよ。
三角函数を使わずに描画する方法が速度的、誤差的に有利である。

Level 3　ワイヤフレーム３次元画像表示

上記のframe_bufferの絵を、各面に持つ立方体の3次元画像表示を作成したい。
とりあえず、

    立方体の3次元画像表示を格納するframe_buffer

を作成する。
表示する立方体の角度や位置を指定するパラメータとしては、座標変換行列を用
いるのが簡単だと思われる。

座標変換行列は、単位行列を回転や拡大縮小などのアフィン変換を利用して作成
する。3x3を用いるのが簡単だが、平行移動を入れた4x4の行列を用いる方法もあ
る。

これらの変換行列を使って、立方体の頂点を作り、直線描画を使って、ワイヤフ
レーム画像をframe_buffer内に描画し、表示してみよ。

Level 4　ポリゴン表示

立方体を描画する際に、各面に別な frame_buffer を表示したい。これはテクス
チャ・マッピングと呼ばれる。
各面は、テクスチャ画像を、アフィン変換したものになる。長方形は、平行四辺
形(遠近による縮小を考慮する場合は、4辺形)となる。

これらのアフィン変換を順番に適用し、立方体のポリゴン表示を行え。

適当な数の立方体の表示を行い、時間を測定せよ。プログラムを高速化するには
どうしたら良いか? ハードウェアで実現する場合を考慮して、考察し、実装せよ。

ポリゴンを書く順序を間違えると、おかしな画像を表示してしまう。これは、ク
リッピングと呼ばれる問題である。これを解決するのは、立方体ではやさしいが、
一般的には、それほど簡単ではない。

Level 6　ツールキットレベルによる２Dドローツール

任意のツールキットを用いて、簡単な2Dドローツールを作成せよ。

     直線、曲線、四角形、円、楕円

の描画ができること。
また、書いた内容を、SVGフォーマットなどに類似した XML で格納する機能を含
めること。

Javaが楽か?

参考文献

X Japanese Documentation Project
http://xjman.dsl.gr.jp/ 


独習 Java   ジョゼフ・オニール著


改訂 新 Java 言語入門 ビギナー編 　林晴比古著 


X11 による画像処理基礎プログラミング ; 技術評論社 　柴山守 


2004 年度前期 2D/3D Graphics, GUI 「P 歩班」
http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/ j02005/Unix/X11/index.html 


2004 年度前期 2D/3D Graphics, GUI 「ポロチラリッコロ」
http://www.ie.u-ryukyu.ac.jp/ j02023/UNIX/X11/index.html