ГОУ школа 268 Невского района Санкт-Петербурга Виды

ГОУ школа № 268 Невского района Санкт-Петербурга Виды компьютерной графики Родионова Елена Петровна учитель информатики 2011

Содержание 1. Растровая и векторная графика (урок) 2. Вопросы для повторения 3. Дополнительные сведения о видах компьютерной графики 4. Тест 5. Задачи и задания 2

Растровая и векторная графика В меню

Два принципа представления изображения в компьютере Растровое Изображение рассматривается как совокупность точек разного цвета (пикселей). Пиксель - от англ. pixel – picture element (элемент картинки). Векторное Изображение рассматривается как совокупность простых элементов графических примитивов: прямых линий, дуг, эллипсов, прямоугольников, закрасок и др. 4

Растровая графика Цветные точки (пиксели) имеют квадратную форму, упорядочены в строки и столбцы. Растровая графическая информация – это сведения о расположении и цвете каждого пикселя при выводе на экран. 5

Размер растрового файла зависит от: • глубины цвета точек (количества бит для кодирования цвета одной точки), • размера изображения (в большем размере вмещается больше точек), • разрешения изображения (при большем разрешении на единицу площади изображения приходится больше точек). Вывод: большие объемы данных. Поэтому используют специальные методы сжатия растровой графической информации. 6

Векторная компьютерная графика Векторная графическая информация – это данные, которые формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр. ) и хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул. В формулах используются экранные координаты. 7

Экранные координаты Начало координат в верхнем левом углу экрана. Ось Х направлена слева направо, ось Y – сверху вниз. 8

Кодирование изображения в растровой и векторной форме Для примера рассмотрим «маленький монитор» с растровой сеткой размером 10 x 10 и черно-белым изображением. 9

Растровый код (двоичная матрица) Для кодирования изображения в растровой форме требуется 100 битов (1 бит на пиксель). Необходимо записать двоичный код каждого пикселя. 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10

Векторный код Это три линии, описанные координатами своих концов: • ЛИНИЯ(4, 2; 4, 8) • ЛИНИЯ(5, 5; 8, 2) • ЛИНИЯ(5, 5; 8, 8) Для цветного изображения указывается еще один параметр – цвет линии 11

Графические редакторы Для создания, редактирования и просмотра графических изображений на компьютере используются графические редакторы. Растровые: Paint, GIMP, Photoshop и др. Векторные: встроенный редактор пакета Microsoft Office, Corel. Draw, Adobe Illustrator, Adobe Fireworks, Inkscape и др. 12

Растровые иллюстрации Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную. Чаще для этой цели используют сканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. 13

Качество изображения Чем выше разрешение экрана или качество сканирования тем точнее будет воспроизведено изображение, его цветовые переходы и оттенки. При этом, чем больше количество точек, тем больше размер файла. 14

Примеры растровой графики 15

Другой способ ввода растровых изображений В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. 16

Работа в растровых редакторах Большинство графических растровых редакторов, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. Несмотря на это, в растровых редакторах можно создавать настоящие художественные произведения. 17

Типы цветовых палитр (в зависимости от глубины цвета): • Черно-белая, (bitmap) – включает в себя только два цвета черный и белый • Оттенки серого (grayscale) – каждый элемент может иметь один из 256 оттенков серого 18

Цветные палитры • 8 -битный цвет - из всей гаммы цветов, воспринимаемых человеческим глазом, выбираются только 256 • 16 -битный цвет – здесь уже используется 65000 цветовых оттенков • 24 -битный цвет, (truecolor) – 16 000 оттенков 19

Недостатки растрового изображения При увеличении растрового изображения происходит его пикселизация. Наклонные и кривые линии имеют пилообразную форму 20

Пример масштабирования 21

Растровая графика Достоинства • Изображение выглядит реально и естественно (фотографическое качество). • Возможность редактирования мелких деталей по точкам. • Изображение наиболее адаптировано для растровых устройств вывода - лазерных принтеров и др. Недостатки • Занимают большой объем памяти. • Редактирование больших изображений требует больших ресурсов компьютера. • Наклонные и кривые линии имеют пилообразную форму. • При увеличении размеров изображения, вращении и др. преобразованиях ухудшается качество. Применение: обработка фотоизображений, художественная графика, реставрационные работы, работа со сканером. 22

Векторные иллюстрации Изображение строится аналогично аппликации: элементы (графические примитивы) как бы накладываются друг на друга. Потом их можно сгруппировать в один объект. 23

Работа в векторных редакторах Программные средства для работы с векторной графикой предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. 24

Сравните • Растровая графика • Векторная графика 25

Масштабирование изображений Растр Вектор 26

Масштабирование шрифтов Вектор 27

Векторная графика Достоинства Недостатки • Позволяет масштаби • Векторные изображения выглядят искусственно. ровать изображение без потери качества. • Меньше оттенков и полутонов чем в • Позволяет редактирорастровой графике. вать отдельные элементы рисунка, не оказывая влияния на остальные. • Изображения занимают относительно небольшое место в памяти компьютера. Применение: компьютерная полиграфия, системы компьютерного проектирования, компьютерный дизайн и реклама. 28

Примеры векторной графики 29

Сравнительная характеристика растровой и векторной графики Характеристики Растровая графика Векторная графика пиксель (точка) контур и внутренняя область совокупность точек (матрица) совокупность графических примитивов да нет Объем памяти очень большой относительно небольшой Масштабирование нежелательно да нет да BMP, GIF, JPG, JPEG WMF, EPS Элементарный объект Изображение Фотографическое качество Группировка и разгруппировка Примеры форматов 30

Вывод изображения на экран Различие в представлении графической информации в растровом и векторном форматах существует лишь для файлов. При выводе на экран любого изображения в видеопамяти формируется информация, содержащая данные о цвете каждого пикселя экрана. В меню 31

Вопросы для повторения 1. В чем разница между растровым и векторным способами представления изображения? 2. Что такое графические примитивы? 3. Какая информация хранится в файлах растрового типа и в файлах векторного типа? В меню 32

Вопросы для повторения (продолжение) 4. Какой способ представления графической информации экономнее для использования компьютерной памяти? 5. Для чего производится сжатие файлов растрового типа? 6. Как реагируют растровые и векторные изображения на изменение размеров, вращения? В меню 33

Дополнительные сведения о видах компьютерной графики В меню

3 D графика За элементарный объект принимается минимальная поверхность - полигон (чаще всего это треугольник). 35

Построение 3 D-объектов 36

Примеры 3 D графики 37

Использование 3 D графики Визуализация мебели 38

Визуализация интерьеров 39

Проектирование одежды 40

САПР (системы автоматического проектирования) 41

Моделирование процессов 42

Фрактальная графика как и векторная вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений). Поэтому в памяти компьютера хранится только формула. 43

Использование фрактальной графики Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее используют в развлекательных 44 программах.

Создание фрактала 45

Фрактальные объекты 46

Примеры фрактальной графики В меню 47

Тест Пожалуйста, подготовьте следующую таблицу 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 В меню

1. Изображения какой графики реалистичны, обладают высокой точностью передачи градаций цветов и полутонов? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 49

2. Изображения какой графики можно расчленить на составляющие элементы? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 50

3. При кодировании какого вида графики в памяти компьютера хранится формула? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 51

4. Изображения какой графики состоят из массива точек (пикселей)? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 52

5. Какой вид графики используется для проектирования интерьера (например, мебели для кухни)? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 53

6. Элементарным объектом какой графики является графический примитив? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 54

7. Изображения какой графики масштабируются без потери качества? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 55

8. Файлы какой графики имеют большой размер? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 56

9. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 57

10. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 58

11. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 59

12. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 60

13. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 61

14. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная 62

15. К какой графике вы отнесете следующее изображение? A. Растровая B. Векторная C. Трехмерная D. Фрактальная В меню 63

Задачи и задания В меню

№ 1 Рассмотрим маленький монитор с разрешающей способностью 10 х 10 и шестнадцатицветной палитрой. 1111 1111 1111 1111 1110 1111 1111 1110 1111 1111 1110 1110 1111 1111 0110 0110 0110 0110 0110 0110 0110 1111 0110 0110 1111 1111 1111 По двоичному коду определите, что изображено, цвет изображения и цвет фона. 65

№ 2 Для изображения зонтика постройте двоичную матрицу при условии, что битовая глубина равна 1. двум, 2. четырем. Разрешение монитора 10 х10 66

№ 3 Получите растровый код и векторное описание для изображения букв «Н» , «Л» , «Т» на черно-белом экране с графической сеткой размером 8 х 8. 1 2 3 4 5 6 7 8 67

№ 4 Для изображения десятичных цифр в стандарте почтового индекса (как пишут на конвертах) получите векторное и растровое представление. Размер растровой сетки 6 х11. 68

Задачи 1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов - 16? 2. Битовая глубина равна 32, видеопамять делится на две страницы, разрешающая способность дисплея - 800 х 600. Вычислить объем видеопамяти. В меню 69

Список литературы 1. 2. 3. 4. 5. И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова «Информатика. Базовый курс. 8 класс» Задачник-практикум под редакцией И. Семакина, Е. Хеннера http: //ragnitneman. narod. ru/study/gosi/3_22_vidi_komp_grafiki. htm http: //de. nspu. ru/file. php/348/books/informat 2/color/p 14 aa 1. html http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%9 A%D 0%BE%D 0%BC%D 0%B F%D 1%8 C%D 1%8 E%D 1%82%D 0%B 5%D 1%80%D 0%BD%D 0%B 0 %D 1%8 F_%D 0%B 3%D 1%80%D 0%B 0%D 1%84%D 0%B 8%D 0%BA %D 0%B 0 70