В любом процессе формирования изображений - физическом или формальном (математическом) - присутствуют две сущности: объект и наблюдатель. Объект существует в пространстве независимо от процесса создания изображения и соответственно от наблюдателя. В компьютерной графике мы будем иметь дело не с реальным физическим объектом, а с воображаемым, синтезированным компьютерной программой. Такой воображаемый объект формируется через спецификацию положения в пространстве разнообразных геометрических примитивов - точек, отрезков прямых или многоугольников. В большинстве графических систем для описания или аппроксимации объектов оказывается достаточно множества описаний точек в пространстве, или вершин (vertices). Например, отрезок прямой характеризуется двумя вершинами, многоугольник - упорядоченным списком вершин, а сфера- двумя вершинами, одна из которых соответствует центру, а другая - любой точке на поверхности сферы. Одна из главных функций САПР - обеспечить пользователю возможность формировать такую синтетическую модель проектируемого изделия и окружающей это изделие среды. В главе 2 будет показано, как формировать модели простых объектов с помощью OpenGL, а в главе 8 - как описать пространственные отношения между объектами.
Любая система отображения должна обладать средствами формирования изображений наблюдаемых объектов. Для этого нам понадобится некто (или нечто), "рассматривающий" эти объекты. Этим некто или нечто может быть человек, фотокамера или дигитайзер. Именно наблюдатель формирует изображение объектов. Если наблюдателем является человек, то изображение формируется на сетчатке глаза, а в фотокамере - на поверхности фотопленки. Часто понятие объекта и его изображения смешиваются. Мы обычно смотрим на объект с определенной точки и забываем, что другие наблюдатели, рассматривая его из другой точки, могут получить совершенно другое изображение того же самого объекта. На рис. 1.5,а показано изображение сцены, как ее видит наблюдатель А. В этой сцене присутствуют два других наблюдателя - В и С. Для наблюдателя А они являются объектами сцены. На рис. 1.5,б,в показано, как увидят эту же сцену наблюдатели В и С.