Б а й д а к о в а Н А 26. 09. 2006
Вид Модель комп. (способ графи кодиров ки ания) Про грам мы Форма Особенности ты Достои Недос файлов нства татки
Компьютерная графика - создание и обработка цифровых изображений.
Цифровое изображение — модель реального или синтезированного изображения, хранящаяся в памяти ПК в виде комбинации кодов (цифр).
Классификация компьютерной графики I. По способу оцифровки: 1) Векторная 2) Растровая 3) Фрактальная II. По размерности: 1) Двумерная 2) Трехмерная
2. Модели цифровых изображений: Векторная модель
Векторная модель цифрового изображения - это список параметров, математически определяющих объекты (графические примитивы, стандартные фигуры), составляющие изображение. Назначение: чертежи, графики, простые рисунки.
1. Цельное векторное изображение 1. 2. «Разобранное на части» 2.
Векторное изображение
В е к т о р н о е и з о б р а ж е н и е
Преобразование отдельных элементов изображения позволяет изменять форму рисунков.
Особенности векторной графики 1. Компактность. В памяти ПК хранятся только параметры примитивов. (для точки - ее координаты и цвет, для отрезка прямой координаты его начала и конца, тип, толщина и цвет линии, для окружности координаты центра и радиус и т. п. )
2. Легкость модификации. 3. Качество визуализации не зависит от масштаба отображения.
4. Зависимость времени визуализации от сложности и количества объектов, составляющих картинку.
3036 объектов 5. Невозможность адекватно описать с помощью объектов реальное изображение.
6. программная зависимость: изображение, созданное в одном векторном редакторе, как правило, не конвертируется в формат другой программы без погрешностей Создано в MS Word Конвертация в Corel. Draw Создано в Corel. Draw
Программы для работы с векторной графикой Статическая графика - Adobe Illustrator, Corel DRAW, Free. Hands Studio, Auto. CAD, Auto. Graf. Динамическая графика (анимация) - Autodesk Animator Pro, Macromedia Flash. Трассировщики (преобразование растровых изображений в векторные) - Corel Trace, Adobe Stream-Line. Редакторы навигационных карт - Cross. Eye, Live-Image, Mapedit, Map This, Web Hotspots, Visual-Rout.
Corel DRAW 12
Macromedia Flash MX PRO 2004
Adobe Illustrator SC
Corel TRACE 12
Название формата Расши рение файла Фирма Сжатие Область применения Универсальные форматы Vector Mark-Up Microsoft, HP, VML 1 Language Autodesk Нет Векторный формат для Интернета Precision Adobe, IBM, 2 Graphics Mark- PGML Netscape, Sun Up Language Нет Векторный формат для Интернета Data e. Xchange 3 Format 4 Portable. Data Format DXF - Нет PDF Adobe LZW Обмен векторными изображениями Совместное представление текста и графики
SWF – формат программы Macromedia FLASH для анимации в Интернете. DES – формат программы Corel DESIGNER Professional SG. DWG - формат программы Auto. CAD. фирмы Autodesk для хранения чертежей. CDR - формат программы Corel DRAW. AI - формат программы Adobe Illustrator. CMX - формат программы Corel TRACE.
Растровая модель цифрового изображения - это прямоугольная матрица геометрически одинаковых неделимых элементов, каждый из которых в закодированном виде хранит информацию о соответствующем ему участке реального или синтезированного изображения.
Пикселы (от англ. pixel — picture element, элемент изображения) – это одинаковые неделимые элементы цифрового изображения, составляющие его растровую модель.
Сильно увеличенный фрагмент Оригинальное изображение
Оцифровка изображения — процесс формирования растровой модели реального изображения с помощью специальных устройств ввода.
Устройства ввода графической информации: 1. Сканеры 2. Цифровые фотоаппараты 3. «Фреймграбберы» 4. «Ручные» (мыши, графические планшеты, дигитайзеры)
Ручные сканеры Планшетные сканеры
Слайд-сканеры Барабанные сканеры
3 D сканеры Книжные сканеры
Цифровые фотоаппараты
Графические планшеты (дигитайзеры) Ввод текста Ввод двумерной графики
Графические планшеты (дигитайзеры) Экранные планшеты
Графические планшеты (дигитайзеры) Ввод трехмерной (3 D) графики
При оцифровке выполняются две основные операции: Дискретизация - разбивание поверхности изображения на одинаковые по форме и размеру неделимые элементы изображения. Кодирование - присвоение каждому из полученных элементов цифровых значений (кодов).
Дискретизация Изображение сетки 7 x 7 = 49 элементов, перекрывающих круг 1 2 Дискретное (состоящее из конечного количества одинаковых элементов) изображение. 3
Кодирование Впишем в клеточки цифру 0, если соответствующие им по положению клеточки белые, и 1, если они черные. В результате мы получили матрицу чисел. 4 49 чисел: 0011100010100000110000010100011100 Объем изображения = 49 бит.
0011100010100000110000010100011100 49 x 1 (строка) квадрат 7 x 7. В графическом файле помимо пикселов изображения необходимо размещать еще и служебную информацию, помогающую программе визуализации правильно его построить.
Дискретизация Исходное изображение с сеткой Дискретная модель Построение более точной модели, 14 х14 клеточек
Кодирование Прямоугольная матрица чисел Цифровой код изображения 000001111000010000 1100000000100100000 010100000011000000 1100000010100000100100000100001000001 10000111100000 Объем изображения 49 х 4 = 196 бит.
Для кодирования полутонового изображения необходимо использовать больше двух бит информации для каждого пиксела Изображение можно закодировать разным числом бит на пиксел: 1. 2 бита на пиксел (22 = 4 уровня тона) 2. 3 бита на пиксел (23 = 8 уровней тона) 3. 4 бита на пиксел (24 = 16 уровней тона) 4. 5 бита на пиксел (25 = 32 уровня тона) 5. 8 бита на пиксел (28 = 256 уровней тона)
Кодирование тона 1 бит на пиксел
Кодирование тона 2 бита на пиксел 3 бита на пиксел
Кодирование тона 4 бита на пиксел 5 бит на пиксел
Кодирование цвета 8 бит на пиксел 24 бита на пиксел
Биология цветовосприятия Способ формирования видимого цвета путем суммирования цветовых составляющих известен со времен Ньютона (XVII в. ) Цвета спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый Исаак Ньютон (1642 -1727)
Биология цветовосприятия Мы видим предметы, так как их поверхность отражает лучи определенной длины волны, и поглощает остальные. Зеленый шарик отражает волны длиной ~ 550 нм красный ~ 640 нм
Цветовые системы Способ формирования видимого цвета путем суммирования цветовых составляющих известен со времен Ньютона (XVII в. ) Иоганн Вольфганг фон Гёте (1749 – 1832)
Биология цветовосприятия Трёхсоставную теорию цветового зрения впервые высказал в 1756 году М. В. Ломоносов. В 1855 её развил немецкий учёный Герман Гельмгольц. В глазу человека свет воспринимают два вида клеток: палочки и колбочки Ломоносов Михаил Васильевич (1711 -65) Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц (1821 -94)
Биология цветовосприятия Палочки чувствительны к фотонам света. Палочки содержат специфический пигмент — родопсин (или зрительный пурпур). Чувствительность палочки достаточна, чтобы зарегистрировать попадание даже 2 -3 фотонов. Плотность размещения палочек неравномерна и может составлять от 20 до 200 тысяч на квадратный миллиметр. Причём на периферии сетчатки их плотность выше, чем к её середине В глазу человека около 120 миллионов палочек
Биология цветовосприятия Колбочки чувствительны к длинам волн света. Колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей (Short — коротковолновый спектр), M-типа — в зелено-желтой (Medium — средневолновый), и L-типа — в желто-красной (Long — длинноволновый) частях спектра. Название Максимум 'S' 443 nm 'M' 544 nm 'L' 570 nm Название цвета фиолетовый зелёный красный
Биология цветовосприятия Длинноволновые и средневолновые колбочки (с пиками в жёлтокрасном и сине-зелёном диапазонах) имеют широкие зоны чувствительности со значительным перекрыванием, поэтому колбочки определённого типа реагируют не только на свой цвет; они лишь реагируют на него интенсивнее других.
Биология цветовосприятия Нарушение восприятия красного: • Протанопия (protanopia) Нарушение восприятия синего: • Тританопия (tritanopia) Нарушение восприятия зеленого: • Дейтеранопия (deyteranopia) Нормальное зрение Протанопия Дейтеранопия Тританопия
Биология цветовосприятия Проверьте зрение Протанопия Дейтеранопия Тританопия
Белый свет (White) можно получить, сложив три базовых цвета, а именно красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue), при максимальной интенсивности их излучения. Отсутствие всех составляющих образует черный свет (Black).
Попарное суммирование позволяет получить промежуточные цвета: R + G = Y - красный и зеленый дают желтый (Yellow); G + В = С - зеленый и синий дают голубой (Cyan); В + R = М - синий и красный дают пурпурный (Магgenta).
Система RGB Каждый пиксел кодируется 24 битами (3 байта: красный зеленый, синий) и может отображать любой из 256 х256 = 16 777 216 (= 16, 8 млн. ) цветовых оттенков. Система RGB используется для отображения изображений на экране ( мониторы компьютеров, телевидение).
Система кодирования RGB
Система СMYK Голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Наложение пигментов этих цветов с максимальной плотностью должно давать черный цвет (Blac. K), полное их отсутствие - белый (фактически - цвет бумаги). Попарное наложение базовых цветов с максимальной плотностью позволяет получать цвета, близкие к основным цветам модели RGB.
Система кодирования СMYK
Система кодирования СMYK
Особенности растровой графики Фотореалистичность изображения. 2. Богатство цветовых оттенков. 3. Возможность точного локального (по-пиксельного) редактирования изображения. 4. Легкость получения изображения. 1.
5. Легкость визуализации. 6. Большой объем файла. 7. Невозможность изменить размер изображения без потери качества. 8. Высокие аппаратные требования.
Программы для работы с растровой графикой Растровая статическая графика - Paint, Canvas, Vinny Graphics, Scribble, Adobe Photoshop, Corel PHOTO-PAINT. Растровая динамическая графика — Animagic GIF, Giffy the Animation, Photo. Gif Animator, Adobe Image. Ready, Corel Xara, Fauve Matisse
Adobe Photoshop CS
Paint
Corel PHOTO-PAINT 12
Adobe Image. Ready CS
Технология подготовки изображения для Internet 1. Изменение размеров картинки. 2. Сжатие файла.
Изменение размеров картинки. 1. Открыть изображение в программе Adobe Photoshop. 2. Команда меню «Изображение > Размер изображения»
Сжатие файла. Выполнить команду «Файл > Сохранить для Web»
67, 2 Кб 7, 86 Кб
Растровые форматы файлов Название Расширен Фирма формата ие файла Microsoft Windows Bitmap Graphic Interchange Format Сжатие BMP Microsoft Corporati on RLE GIF Compu. Serv LZW Область применения Стандарт для растровой графики в Windows Хранение рисунков и анимации в Интернете
Target Image File Format True. Vision Targa Joint Photofrafic Experts Group PC Paintbrush Picture TIF Aldus Corp LZW Обмен графической информацией в полиграфии RLE Телевидение. Поддерживает альфа- каналы TGA Truevisi on Inc JPG JPEG C-Cube DCT Microsy JPEG stems PCX Zsoft Corp RLE Хранение фотографий, в том числе в Сети Используется вместо GIF в среде DOS и Windows
Portable Network Graphics Fractal Image Format PNG Group 42 Inc Deflate FIF Iterated Systems Inc FIF Рисунки и фотографии в Интернете Фотографии, в том числе в Интернете Специализированные форматы PSD — формат Adobe Photoshop с неразрушающим сжатием. СРТ — формат растровой программы Corel PHOTO-PAINT.
Фрактальная графика Фракта л (лат. fractus - дробный) - термин, введённый Бенуа Мандельбротом (французский математик, родился 20 ноября 1924 в Польше) в 1975 году для обозначения множеств с дробной размерностью. множество Мандельброта
Фрактал - объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму. Описать фрактальный объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.
Геометрические фракталы Крест Коха получается следующим образом: берется квадрат или прямоугольник и на его сторонах строится кривая. дерево Пифагора
Геометрические фракталы IFS Деревья Папоротник
Procedure Draw(x, y : Integer; l, u : real); Begin If Key. Pressed then exit; If l > max then Begin l : = l * 0. 7; lineto 1(x, y, l, u); x : = Round(x + l * cos(u)); y : = Round(y - l * sin(u)); Draw(x, y, l, u + pi / 4); {Угол поворота 1} Draw(x, y, l, u - pi / 6); {Угол поворота 2} End; Begin gd : = Detect; Init. Graph(gd, gm, 'c: bpbgi'); Draw(320, 460, 200, pi/2); Read. Key; Close. Graph; End.
Алгебраические фракталы Lace Звезда Аттрактор Энона
Алгебраические фракталы STARSC Аттракторы Clifford Attractor
Стохастические фракталы Плазма Фрактальное дерево
www. fractaldomains. com
Программы для работы с фрактальной графикой Persistence of Vision Raytracer - утилита для создания трехмерных фракталов. Fractal Orbits 32 - Фрактальный генератор множеств Julia и Мальденброта. HOP-Fractals in Motion -"хранитель экрана". Рисует анимированые абстрактные изображения. World Builder, Terragen, Mojo. World, Vista. Pro Genesis. IV, Geo. Frac 2000 – генераторы ландшафтов
Infi - генератор множеств Julia и Мандельброта.
Mojo. World Transporter 2. 0
