Особенности компьютерной графики

Оглавление

Сферы применения машинной графики

Виды компьютерной графики

Растровая графика

Векторная графика

Фрактальная графика

Цветовое разрешение и цветовые модели

Цветовая модель RGB

Цветовая модель CMYK

Цветоделение

ПО для создания, просмотра и обработки графической информации

Графические возможности текстовых процессоров

Растровые редакторы

Векторные редакторы

Программы САПР

Подборка графических редакторов

Форматы графических файлов. Программы просмотра

Список использованной литературы

Сферы применения машинной графики

Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования ПК.

Сферы применения машинной графики

· Компьютерное моделирование

· САПР (системы автоматизированного проектирования)

· Компьютерные игры

· Обучающие программы

· Реклама и дизайн

· Мультимедиа презентации

· Internet

Виды компьютерной графики

Различают всего три вида компьютерной графики. Это растровая, векторная и фрактальная. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. Каждый вид используется в определенной области. Растровую графику применяют при разработке мультимедийных проектов. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, чаще создаются с помощью сканера, а затем обрабатываются специальными программами - графическими редакторами. Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены для создания иллюстраций на основе простейших геометрических элементов. В основном применение векторной графики - это оформительские работы. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании а скорее в программировании. Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Применение - заставки на ТВ.

Растровая графика

Основной элемент изображения - точка. Точка на экране называется "пиксель". С размером изображения связано его разрешение. Единица измерения разрешения "dpi" - dots per inch - точек на дюйм.

Пример: У монитора с диагональю 15" размер изображения на экране составляет 21´28 см. Зная, что в 1 дюйме 25,4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800´600 разрешении экранного изображения =75dpi.

При печати требуется разрешение 200-300 dpi.Стандартный фотоснимок размером 10´15 см должен содержать 1000 ´1500 пикселов.=1,5млн. точек, а если на кодирование каждой точки используем 3 байта, то для хранения фото потребуется более 4мб.

Недостатки растровой графики.

1. Большие объемы данных требуют высоких технических характеристик ПК. Память 128мб и выше, высокопроизводительный процессор - для обработки, и большой винчестер для хранения.

2. Невозможность увеличения для рассмотрения деталей. (пикселизация)

Векторная графика

Основной элемент изображения - линия.

Линия представлена в памяти ПК несколькими параметрами и в этом виде занимает гораздо меньше места, чем растровая линия состоящая из точек, для каждой из которых требуется ячейка памяти.

Линия - элементарный объект векторной графики. Любой сложный объект можно разложить на линии, прямые или кривые. Поэтому часто векторную графику называют объектно-ориентированной.

Свойства линии

§ Форма

§ Толщина

§ Цвет

§ Стиль (пунктир, сплошная)

Замкнутые линии имеют свойство заполнения - цветом, текстурой, узором и т.п. Каждая незамкнутая линия имеет 2 вершины, называемые узлами. С помощью узлов можно соединять линии между собой.

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур.

Пример. Кривые второго порядка (эллипсы, параболы, гиперболы) представляются в памяти 5-ю параметрами. Так как общая формула линии 2-го порядка:

x²+a₁y²+a₂xy+a₃x+a₄y+a₅=0.

Для кодирования кривой 3-го порядка используют 11 параметров. В векторных редакторах применяют частный случай кривых 3-го порядка - Кривые Безье (8 параметров). К концам линии проведены касательные, при помощи которых линию изгибают. Векторные изображения требуют меньшего объема памяти при их хранении, чем растровые, и могут масштабироваться без потери качества.

Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная вычисляемая, но отличается тем, что никакие объекты в памяти не хранятся. Изображение строится по уравнению, или системе уравнений, поэтому ничего кроме формулы хранить не надо. Изменив коэффициенты можно получить совершенно другую картину.

Пример: Фрактальный треугольник. Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур.

Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы.(снежинка, ветка папоротника)

Способность фрактальной графики моделировать образы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Цветовое разрешение и цветовые модели

Цветовое разрешение (глубина цвета) - определяет метод кодирования цветовой информации и от него зависит, сколько цветов на экране может отображаться одновременно.

Цветовая модель RGB

RREDкрасный

GGREENзеленый

BBLUEсиний

В этой модели работают мониторы и телевизоры. Поэтому когда изображение проходит обработку в графическом редакторе его следует представить в этой модели. Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонент - аддитивный. Он применяется всюду где изображение рассматривается в проходящем свете (мониторы, слайд-проекторы). Чем меньше яркость, тем темнее оттенок:

(0,0,0) - черный цвет

(255,255,255)- белый цвет

Цветовая модель CMYK

Эта модель используется для подготовки печатных изображений. Эти изображения видят не в проходящем а в отраженном свете. Поэтому для подготовки печатных изображений используется субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами являются те цвета, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого.

Голубой (Cyan)=БЕЛЫЙ-КРАСНЫЙ=ЗЕЛЕНЫЙ+СИНИЙ

Пурпурный (Magenta)= БЕЛЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ=КРАСНЫЙ+СИНИЙ

Желтый (Yellow)= БЕЛЫЙ-СИНИЙ=КРАСНЫЙ+ЗЕЛЕНЫЙ

При смешении трех дополнительных цветов получается неопределенный темный цвет. Поэтому в этой модели понадобился дополнительный компонент - ЧЕРНЫЙ (blacK).

Цветоделение

В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный оттенки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученное на компьютере, перед печатью разделяют на 4 составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называют цветоделением.

ПО для создания, просмотра и обработки графической информации

Для того, чтобы успешно справиться с обработкой графической информации на компьютере, используя мышь, создано множество специальных программ. Они делятся на несколько групп:

Графические редакторы. Незаменимы, когда требуется нарисовать или подправить картинку.

Программы корректировки и преобразования фотографий. С их помощью можно добавить фотографии яркость или контрастность, отретушировать ее, создать те или иные эффекты (например, добиться иллюзии, что изображение находится на шаре или отчеканено на металле - и т.п.)

Программы создания графиков и диаграмм по имеющимся числовым данным.

Программы, с помощью которых текст и иллюстрации объединяются в книгу, журнал, брошюру или газету. Их еще называют программами компьютерной вёрстки.

Программы создания слайд-фильмов и мультфильмов.

Графические возможности текстовых процессоров

Большинство текстовых процессоров имеют разнообразные возможности по управлению графическими изображениями (не для всех):

--- импорт графики (вставить рисунок)

--- вклеивание графики (через буфер обмена)

--- связывание графики (диаграммы, связанные данными в таблице с помощью программы Chart)

--- размещение графики на странице текстового процессора (орбамление текстом)

--- водяные знаки

--- слои

--- изменение размера графики

--- вырезание графики

--- экспорт графики

Растровые редакторы

К редакторам обработки растровой графики относятся Adobe Photoshop, Corel Photo Paint

Основное назначение растрового редактора.

· В ретуши готовых изображений

· В монтаже композиций из отдельных фрагментов, взятых из различных изображений

· В применении специальных эффектов, называемых фильтрами

· Основные технические операции при работе с изображениями:

ü   Изменение динамического диапазона (управление яркостью и контрастностью изображения)

ü   Повышение четкости изображения

ü   Цветовая коррекция (изменение яркости и контрастности в каналах красной, зеленой и синей составляющей цвета)

ü   Отмывка (изменение яркости отдельных фрагментов)

ü   Растушевка (сглаживание перехода между границами отдельных фрагментов)

ü   Обтравка ("вырезание" отдельных фрагментов из общей композиции)

ü   Набивка (восстановление утраченных элементов изображения путем копирования фрагментов с сохранившихся участков)

ü   Монтаж (компоновка изображения из фрагментов, скопированных из других изображений или импортированных из других редакторов)

Векторные редакторы

· Векторные редакторы применяют для создания графических изображений высокой четкости и точности: чертежей, схем, диаграмм, фигурных заголовков, фирменных логотипов и стилей. С их помощью также создают штриховые рисунки.

· Основные редакторы векторной графики: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw. Все эти редакторы работают с одними и теми же объектами векторной графики, основаны на одних и тех же принципах, имеют схожие инструменты, и, соответственно, приемы создания векторных изображений в этих редакторах удивительно похожи.

· Для работы с изображением каждый векторный редактор имеет панель инструментов и другие элементы управления.

· Инструменты панели управления служат для простейших операций с контурами.

· Прочие элементы управления сосредоточены в строке меню и специальных диалоговых окнах. В векторном редакторе Adobe Illustrator, например, эти диалоговые окна называют палитрами.

· Векторное изображение можно строить вручную путем создания и объединения простейших контуров, либо получать путем трассировки (векторизации) растровых изображений

· Текстовые объекты в векторных редакторах рассматриваются как объекты особой породы.

·   Векторные редакторы позволяют создавать новые конструкции символов с помощью инструментов для работы с контурами

·   Перед использованием векторного изображения очень часто выполняется операция перевода векторного изображения в растровое. Такая операция называется растрированием изображения.

Программы САПР

Программы САПР (системы автоматизированного проектирования) предназначены для высокоточного проектирования. Существуют программы САПР высокого уровня и дружественные программы, разработанные для домашнего и делового применения пользователями, занимающихся специфическим моделированием или конструированием для собственных нужд.

Программы САПР используются для детальной разработки предметов реального мира: зданий, автомобилей, частей механизмов и т.п.

Наипопулярнейшая программа из широко используемых программ САПР высокого уровня AutoCAD фирмы Autodesk. Программа доступна в DOS, Windows, Macintosh.

AutoCAD - очень мощная и гибкая система с большим количеством разнообразных высококачественных функций.

AutoCAD для Window (AutoCAD LT) более дружественна пользователю.

Подборка графических редакторов

Графические редакторы подбираются в зависимости от целей и объемов вашей работы с изображениями:

Самым популярным векторным графическим редактором для дизайна является Corel Draw;

Самым популярным графическим редактором для технического черчения является AutoCAD;

Самым популярным графическим редактором для строительного черчения является ArchiCAD;

Самым популярным графическим редактором для 3D моделирования и анимации 3D Studio Max;

Самым популярным графическим редактором для обработки художественных фотографий является Adobe Photoshop;

Самым популярным графическим редактором для обработки обычных фотографий является Adobe Photodeluxe

· графические метафайлы (метафайл обычно разрабатывается как составная часть какой либо графической системы, например *.wmf в Windows)

· растровые графические файлы

· векторные графические файлы

Некоторые форматы графических файлов

Список использованной литературы

1. http://inf.1september.ru/1999/infvirt7/par14.htm