Компьютерная графика 2 2 2018 Компьютерная графика — специальная

Компьютерная графика 2/2/2018

Компьютерная графика - специальная область информатики, занимающаяся методами и средствами создания, преобразования, обработки, хранения и вывода на печать изображений с помощью цифровых вычислительных комплексов.

Изучив эту тему вы узнаете: l l l Виды графических компьютерных изображений; Принципы формирования графических изображений; Типы форматов графических изображений.

Виды компьютерной графики l l Растровая графика Векторная графика Фрактальная графика 3 D графика Виды компьютерной графики отличаются принципами формирования изображения

Растровая графика l l l Применяется при разработке электронных и полиграфических изданий Большинство редакторов ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку В Интернете применяются только растровые иллюстрации

Основным элементом растрового изображения является точка l l Разрешение изображения выражает количество точек в единице длины (dpi – количество точек на дюйм) Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем

Пиксел (пиксель) (от англ. picture element – элемент картинки) – наименьший элемент растрового изображения. Пиксель - неделимая точка в графическом изображении. Пиксель характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения

В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета). Каждая точка экрана может иметь лишь два состояния – «черная» или «белая» , т. е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета (бит на точку 4, 8, 16, 24). Каждый цвет можно рассматривать как возможные состояния точки, и тогда по формуле N=2 I может быть вычислено количество цветов отображаемых на экране монитора. Глубина цвета I Количество отображаемых цветов N 4 24=16 8 28=256 16 (High Color) 216=65 536 24 (True Color) 224=16 777 216

Изображение может иметь различный размер, которое определяется количеством точек по горизонтали и вертикали. М N Пиксель Растр M x N (графическая сетка)

Растр (от англ. raster) – представление изображения в виде двумерного массива точек (пикселов), упорядоченных в ряды и столбцы

В современных ПК обычно используются 4 основных размера изображения или разрешающих способностей экрана: 640 х480, 800 х600, 1024 х768, 1280 х1024 пикселя.

Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глубиной (интенсивностью) цвета. Полная информация о всех точках изображения, хранящаяся в видеопамяти, называется битовой картой изображения.

Основные проблемы при работе с растровой графикой l l Большие объемы данных. Для обработки растровых изображений требуются высокопроизводительные компьютеры Увеличение изображения приводит к эффекту пикселизации, иллюстрация искажается

Достоинства растровой графики • Возможность получения фотореалистичного изображения высокого качества в различном цветовом диапазоне; Легкость получения растровых изображений и возможность автоматизации; Абсолютная свобода редактирования изображения. Основным недостатком растровых изображений является большой размер файлов, что увеличивает требования, как к объемам устройств памяти, так и к их быстродействию.

Основные характеристики растровой графики Разрешение изображения Разрешение дисплея Разрешение при печати

Основные характеристики растровой графики l Разрешение изображения – определяет насколько точно будут воспроизведены детали изображения. Чем выше разрешение, тем выше качество печати и тем больше объем данных изображения. Разрешение выражается в dpi (Dots Per Inch – Точках на дюйм). . Например, разрешение 400 dpi означает, что в каждом дюйме присутствует 400 точек. Размер одной точки составляет примерно 63, 5 микрон (0, 0635 мм. )

Основные характеристики растровой графики Разрешение дисплея – это степень резкости изображения, показываемого на дисплее. Разрешение дисплея измеряется в dpi (точек/дюйм).

Основные характеристики растровой графики l Разрешение при печати – работа цветного струйного принтера основана на распылении чернильных частиц на бумажный или какой- либо другой носитель, используемый для печати. Разрешение при печати выражается числом чернильных частиц, которые можно распылить на один дюйм (примерно 2, 54 мм. ) бумаги. Например, разрешение 1440 dpi означает, что на длине одного дюйма бумаги будет распылено 1440 чернильных частиц. Чем больше число чернильных частиц, тем точнее воспроизводятся детали изображения. Однако при этом соответственно возрастает и время печати.

Форматы файлов растровой графики. bmp Bitmap. Стандартный формат Windows. Большой размер файлов из-за отсутствия сжатия изображения. . jpg. jpeg Joint Photographic Experts Group. Предназначен для хранения многоцветных изображений (фотографий). Отличается огромной степенью сжатия за счет потери информации. Степень сжатия можно регулировать. . gif Самый «плотный» . Фиксированное количество цветов (256). Позволяет создавать прозрачность фона и анимацию изображения

Форматы файлов растровой графики. tif Tagged Image File Format. Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества. Неплохая степень сжатия. Возможность наложения аннотаций и примечаний. . psd Photo Shop Document. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Большой объем файлов. …

Векторная графика l l Предназначена для создания иллюстраций с применением шрифтов и простейших геометрических объектов Основным элементом векторного изображения является контур (линия)

Сложные объекты векторной графики при увеличении можно рассматривать более подробно

Особенности векторной графики l Для векторной графики характерно разбиение изображения на ряд графических примитивов – точка, прямая, ломаная, дуга, полигон. Таким образом, появляется возможность хранить не все точки изображения, а координаты узлов примитивов и их свойства (цвет, связь с другими узлами и т. д. ).

Достоинства векторной компьютерной графики l l Экономия в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик несильно увеличивает размер файла. Объекты векторной графики просто трансформируются и ими легко манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства: изображение всегда будет настолько качественным, на сколько способно данное устройство.

Недостатки векторной компьютерной графики l l l Программная зависимость: каждая программа сохраняет данные в своем собственном формате, поэтому изображение, созданное в одном векторном редакторе, как правило, не конвертируется в формат другой программы без погрешностей. Сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации и сконструировать устройство подобное сканеру для растровой графики. Векторная графика действительно ограничена в чисто живописных средствах и не предназначена для создания фотореалистических изображений.

Фрактальная графика l l Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, изображение строится исключительно по уравнениям

Особенности фрактальной графики l Фрактал – объект, обладающий бесконечной сложностью, позволяющий рассмотреть столько же своих деталей вблизи, как и издалека. Земля – классический пример фрактального объекта. Из космоса она выглядит как шаp. Если приближаться к ней, мы обнаружим океаны, континенты, побережья и цепи гор. Будем рассматривать горы ближе – станут видны еще более мелкие детали: кусочек земли на поверхности горы в своем масштабе столь же сложный и неровный, как сама гора. И даже еще более сильное увеличение покажет крошечные частички грунта, каждая из которых сама является фрактальным объектом.

Сравнительная характеристика растровой и векторной графики Характеристики Растровая графика Векторная графика пиксель (точка) контур и внутренняя область совокупность точек (матрица) совокупность объектов да нет легко иногда не печатаются или выглядят не так Объем памяти очень большой относительно небольшой Масштабирование и вращение нежелательно да Группировка и разгруппировка нет да BMP, GIF, JPG, PCX, TIF WMF, EPS, DXF, CGM Элементарный объект Изображение Фотографическое качество Распечатка на принтере Форматы

Области применения Векторная графика Растровая графика l l При разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий В Интернете Вывод: Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. l l l В рекламных агентствах В дизайнерских бюро В редакциях и издательствах Вывод: Большинство векторных редакторов предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. В оформительских работах, основанных на применении шрифтов и простейших геометрических элементов.