Дисциплина Компьютерная графика Тема Введение Цель Ознакомить

Дисциплина: «Компьютерная графика» . Тема: Введение. Цель: Ознакомить с базовыми понятиями курса Компьютерной графики.

Виды графики В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на: Растровую; Векторную ; Фрактальную; Трехмерную (3 D) графика. Трехмерная графика считается отдельным предметом, она изучает приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

Растровая графика Растровое изображение - это прямоугольная (растровая) сетка пикселей на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах. При использовании растровой графики важным элементом является размер полотна, тип цветопередачи (например, RGB) и количество используемых цветов.

Пиксель (англ. Pixel– элемент изображения) это мельчайшая единица цифрового изображения в растровой графике. Он представляет собой неделимый объект прямоугольной (обычно квадратной) формы, обладающий определенным цветом. Любое растровое компьютерное изображение состоит из пикселей, расположенных по строкам и столбцам. При увеличении изображения видны ряды пикселей.

Максимальная детализация растрового изображения задается при его создании и не может быть увеличена. Если увеличивается масштаб изображения, пиксели превращаются в крупные зерна. От количества пикселей зависит детальность изображения: Пиксели, сливаясь на расстоянии, создают ощущение цветовых переходов.

Достоинства растровой графики Можно воспроизвести любой рисунок – условный, схематичный, фотографического качества. Растровая графика используется сейчас практически везде - от маленьких иконок до плакатов.

Недостатки растровой графики - большой размер, занимаемый файлами; - потеря качества изображения при операциях трансформирования.

Форматы растровых графических файлов - Windows Bitmap. Формат хранения растровых изображений в операционной системе Windows (расширение имени файла. bmp). - PSD (Photo. Shop Document). Собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла. psd), один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. - JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла. jpg). Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения. Применяемые методы сжатия основаны на удалении «избыточной» информации, поэтому рекомендуют использовать только для электронных публикаций.

Форматы растровых графических файлов - GIF (Graphics Interchange Format). Стандартизирован как средство хранения сжатых изображений с фиксированным (256) количеством цветов (расширение имени файла. gif). Получил популярность в Интернете благодаря высокой степени сжатия. Ограниченные возможности по количеству цветов обусловливают его применение исключительно в электронных публикациях. - PNG (Portable Network Graphics). Сравнительно новый формат хранения изображений, предназначенный для их публикации в Интернете (расширение имени файла. png). Создавался как замена для форматов GIF и JPEG.

Форматы растровых графических файлов - TIFF (Tagged Image File Format). Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла. tif в формате TIFF можно хранить сведения о масках (контурах обтравки) изображений. - PDF (Portable Document Format). Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe (расширение имени файла. pdf). Хотя этот формат в основном предназначен для хранения документа целиком, его впечатляющие возможности позволяют обеспечить эффективное представление изображений. Формат является аппаратно-независимым, поэтому вывод изображений допустим на любых устройствах - от экрана монитора до фотоэкспонирующего устройства.

Векторная графика Векторное изображение представляет собой набор объектов линий или примитивных геометрических фигур Объект хранится в памяти в виде параметров

Этим объектам присваиваются атрибуты - толщина линий и цвет заполнения. Векторный рисунок хранится в файле как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих объекты рисунка. Все современные компьютерные видеодисплеи способны отображать информацию только в растровом формате. Для отображения векторного формата на растровом используются преобразователи, программные или аппаратные, встроенные в видеокарту. Также существует узкий класс устройств, ориентированных исключительно на отображение векторах данных. К ним относятся графопостроители, а также некоторые типы лазерных проекторов. Векторные изображения используются при компьютерном черчении, создании технической иллюстрации, деловой графики, шрифтов, векторной анимации.

Достоинства векторной графики - небольшой размер файла; - нет потери качества при операциях трансформирования объектов; - векторные изображения на растровых устройствах выводятся с максимальным качеством, доступным на этом устройстве.

Недостатки векторной графики - не каждый объект может быть изображен в векторном виде, например фотографии; - чем больше число объектов, тем больше памяти и времени требуется на отображение и обработку векторного рисунка.

Форматы векторных графических файлов - VSD – собственный формат MS Visio. - SVG и SVGZ – эти форматы ориентированы, прежде всего, на использование в web-приложениях и оформлении вебсайтов. Кроме того, этот формат удобно использовать для обмена данными с векторными редакторами. - DWG и DXF – используются программой Auto. Cad – одной из наиболее известных систем автоматизированного проектирования. Эти форматы также поддерживаются многими другими приложениями и могут быть использованы для обмена данными между ними и Visio. - WMF и EMF – используются, прежде всего, приложениями, входящими в состав MS Office. Используйте их, если Вы хотите в дальнейшем использовать иллюстрацию независимо от наличия или отсутствия Visio на вашем компьютере.

Пример векторного изображения Изображение создано в программе Auto. CAD

Фрактальная графика Изображение строится по уравнению. В памяти храниться формула Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Однако, базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Трехмерная графика Отдельным предметом считается трехмерная (3 D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений. Трехмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических объектов.

Основные понятия трехмерной графики трехмерная (3 D) графика, изучает приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

Говоря в упрощенном виде, для пространственного моделирования объекта требуется: • спроектировать и создать виртуальный каркас ( «скелет» ) объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме; • спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные; • присвоить материалы различным частям поверхности объекта (на профессиональном жаргоне «спроектировать текстуры на объект» ); • настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, - задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей; • задать траектории движения объектов; • рассчитать результирующую последовательность кадров; • наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.