Компьютерная графика Лекция 1 ТЕОРИЯ DG, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ Байдакова Н. А.
Определение Компьютерная графика (машинная графика, цифровая графика, digital graphics) — область деятельности, в которой компьютеры используются: как инструмент для синтеза (создания) изображений. для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. КГ уже достаточно давно организует весь зрительный ряд современного человека.
Классификация По поведению; 2. по размерности; 3. по функциональному признаку; 4. по способу кодирования. 1.
1. По поведению Статическая (неподвижные изображения, такие как рисунки, фотографии, чертежи, видеокадры, и. т. п. ) Динамическая (подвижные изображения, такие как видео, анимация, эквалайзеры, интерактивные приложения, компьютерные игры)
2. По размерности Двумерная (2 D от англ. dimensions - размер) графика. Изображения, имеющие только длину и ширину, плоские изображения. Это обычное видео (видеосъемка), вся графика и фотография. Трехмерная (3 D) графика. Изображения, имеющие высоту, ширину и глубину. Изображения, сформированные путем проецирования на плоскость экрана объемных объектов, смоделированных компьютером. Это 3 D мультфильмы, спецэффекты в кинематографе, архитектурное и предметное проектирование, 3 D игры, и т. п.
3. По функциональному признаку 3. 1 Изобразительная компьютерная графика Объекты: синтезированные изображения. Задачи: построение модели объекта и генерация изображения; преобразование модели и изображения; идентификация объекта и получение требуемой информации.
3. По функциональному признаку 3. 2. Обработка и анализ изображений Объекты: дискретное, числовое представление фотографий. Задачи: повышение качества изображения; оценка изображения - определение формы, местоположения, размеров и других параметров требуемых объектов; распознавание образов выделение и классификация свойств объектов (обработка аэрокосмических снимков, ввод чертежей, системы навигации, обнаружения и наведения, машинное зрение).
3. По функциональному признаку 3. 3. Когнитивная компьютерная графика (способствующая познанию, для научных абстракций). Объекты: гипотезы, теории, абстрактные понятия, научное знание Задачи: создание моделей представления знаний, объединяющих объекты, характерные для логического мышления, и конкретные образы характерные для образного мышления; Визуализация человеческих знаний, для которых пока невозможно подобрать знаковые описания; поиск путей перехода от наблюдаемых образов-картин к формулировке некоторой гипотезы о тех механизмах и процессах, которые скрыты за динамикой наблюдаемых картин).
Механизм познания Основные механизмы мышления: осознанное, логико-вербальное: абстрактные последовательности символов (объектов) семантика символов прагматические представления, связанные с символами. Возраст этого механизма, связанного с наличием речи, до 100 тыс. лет: неосознанное, интуитивное, образное, работает с чувственными образами и представлениями о них. Возраст этого механизма - время существования на Земле животного мира.
Когнитивная К. Г. Появление когнитивной компьютерной графики сигнал о переходе от эры экстенсивного развития естественного интеллекта к эре интенсивного развития, характеризующегося глубоко проникающей компьютеризацией, рождающей человеко-машинную технологию познания, важным моментом которой является непосредственное, целенаправленное, активирующее воздействие на подсознательные интуитивные механизмы образного мышления.
Когнитивная К. Г. Используя возможности когнитивной графики можно визуализировать молекулу бензола, решить множество сложнейших задач как в области физики, химии, так и в области математики. Используя возможности когнитивной графики, с легкостью можно найти решения сложнейших систем уравнений и неравенств.
4. По способу кодирования Растровая (оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей) Векторная (представляет изображение как набор геометрических примитивов) Фрактальная (построение объектов, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур)
Основные области применения КГ компьютерное моделирование; системы автоматизации (научных исследований, проектирования, конструирования, производства, автоматизированные системы управления технологическими процессами); бизнес; искусство; средства массовой информации; досуг.
Сферы применения КГ Графический интерфейс пользователя; Компьютерная графика для кино и телевидения, Спецэффекты, Визуальные эффекты (VFX), цифровая кинематография; 3. Цифровое телевидение; 4. Всемирная паутина; 5. Цифровая фотография и существенно возросшие возможности по обработке фотографий; 6. Цифровая живопись; 7. Визуализация научных данных; 8. Визуализация деловых данных; 9. Компьютерные игры, системы виртуальной реальности (например, тренажёры управления самолётом); 10. Системы автоматизированного проектирования; 11. Компьютерная томография. 1. 2.
1. Графический интерфейс пользователя графический пользовательский интерфейс (ГПИ) (англ. Graphical user interface, GUI) — разновидность пользовательского интерфейса, в котором элементы интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п. ), представленные пользователю на дисплее, исполнены в виде графических изображений. Виды GUI: простой: типовые экранные формы и стандартные элементы интерфейса, обеспечиваемые самой подсистемой ГИП; истинно-графический, двумерный: нестандартные элементы интерфейса и оригинальные метафоры, реализованные собственными средствами приложения или сторонней библиотекой; трёхмерный
2. Компьютерная графика для кино и телевидения Спецэффекты (визуальные эффекты VFX) CGI (англ. computer-generated imagery, букв. «изображения, сгенерированные компьютером» ) — спецэффекты в кинематографе, телевидении и симуляторах, созданные при помощи трёхмерной компьютерной графики.
3. Цифровое телевидение (от англ. Digital Television, DTV) — технология передачи телевизионного изображения и звука при помощи цифрового кодирования видеосигнала и сигнала звука и с использованием цифровых каналов. Основой современного цифрового телевидения является стандарт сжатия данных MPEG. Стандарты: DVB, ATSC, ISDB.
4. Всемирная паутина (англ. World Wide Web) — распределенная система, предоставляющая доступ к связанным между собой документам, расположенным на различных компьютерах, подключенных к Интернету. Всемирную паутину образуют миллионы веб-серверов. Большинство ресурсов всемирной паутины представляет собой гипертекст.
4. Всемирная паутина Официальный сайт Консорциума Всемирной паутины w 3. org/
5. Цифровая фотография — технология фотографии, использующая вместо светочувствительных материалов, основанных на галогениде серебра, преобразование света светочувствительной матрицей и получение цифрового файла, используемого для дальнейшей обработки и печати.
6. Цифровая живопись — создание электронных изображений, осуществляемое не путём рендеринга компьютерных моделей, а за счёт использования человеком компьютерных имитаций традиционных инструментов художника.
7. Визуализация научных данных Компьютерная визуализация научных данных, которую принято называть научной визуализацией, представляет собой современный эффективный метод анализа этих данных. основная задача – сделать невидимое видимым (реальные макроструктуры как, например, галактики, различные физические поля, а также микроструктуры и наноструктуры реального мира. Международный конкурс наглядных представлений науки и техники
8. Визуализация деловых данных Реализуется программными пакетами, предназначенными для анализа больших объемов данных. Позволяет пользователям обнаруживать закономерности, определять направления дальнейшего анализа, передавать полученные визуальные результаты в виде отчетов для web или мобильных устройств.
9. Компьютерные игры Компьютерная игра (иногда используется неоднозначный термин видеоигра) — компьютерная программа или часть компьютерной программы, служащая для организации игрового процесса (геймплея), связи с партнёрами по игре, или сама выступающая в качестве партнёра. Виртуальная реальность (искусственная реальность, электронная реальность, компьютерная модель реальности virtual reality, VR) — созданный техническими средствами мир (объекты и субъекты), передаваемый человеку через его ощущения: зрение, слух, обоняние, осязание и другие.
10. Системы автоматизированного проектирования Система автоматизированного проектирования — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, организационнотехническую система, предназначенная для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.
10. Системы автоматизированного проектирования аэропорт Внуково-1 Анимированная модель поршневого двигателя в Autodesk Inventor
11. Компьютерная томография — метод неразрушающего послойного исследования внутренней структуры объекта, основан на измерении и сложной компьютерной обработке разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями.
Научная работа в области К. Г. Компьютерная графика является также одной из областей научной деятельности. В области компьютерной графики защищаются диссертации, а также проводятся различные конференции: конференция Siggraph, проводится в США siggraph. org конференция Графикон, проводится в России graphicon. ru КГ-событие, проводится в России cgevent. ru На факультете ВМи. К МГУ существует лаборатория компьютерной графики graphics. msu. su
Скачать презентацию Компьютерная графика Лекция 1 ТЕОРИЯ DG ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Теория dG, Области применения.pptx