Основы компьютерной графики
Области применения компьютерной графики Современное применение компьютерной графики очень разнообразно. Различают следующие области её применения: Научная графика – предназначена для визуализации объектов научных исследований, графической обработки результатов, проведения вычислительных экспериментов. Деловая графика – предназначена для создания иллюстраций, характеризующих работу предприятий. Отображающих в виде диаграмм и графиков плановые или отчётные показатели, статистические сводки. Конструкторская графика – обязательный элемент САПР. Позволяет проводить поиск оптимальных конструкций узлов, деталей и компоновки из них готовых изделий и машин. Иллюстративная графика – рисунки и изображения создаваемые с помощью графических редакторов.
Области применения компьютерной графики Художественная и рекламная графика – создание с помощью компьютера видеоклипов, рекламных роликов, мультфильмов и т. д. Получение реалистических трёхмерных изображений объектов, передача движения, изменения освещённости требует использования сложного математического аппарата и трудоёмких расчётов. Получение движущихся изображений на ЭВМ называется компьютерной анимацией. Мультимедиа – это объединённый интерактивный вывод на компьютере текста, статических изображений, видео, анимации и звука. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области образования, рекламы и развлечений.
Растровая и векторная графика Раздел информатики, занимающийся проблемами ввода, отображения, создания и обработки изображений на ЭВМ называется компьютерной графикой. В компьютерной графике изображение, выводимое на экран или принтер, всегда дискретно и состоит из отдельных точек. Принцип хранения и обработки изображения, представленного в виде матрицы точек называется растровой графикой. В виде растра хранятся фотоизображения и полноцветная сложная графика. Минимальным объектом, используемым в растровом графическом редакторе, является точка экрана (пиксель). Количество точек, приходящихся на единицу длины (традиционно на 1 дюйм dpi) называется разрешением и определяет качество изображения. Кроме dpi используют и величину lpi (количество линий на дюйм). Чем выше разрешение, тем выше качество изображения. Например при отображении на экране изображения растром 1024 х768 (1024 по горизонтали, 768 по вертикали) разрешение составляет 72 dpi. Особенности растровой графики: растровое представление – это совокупность кодов пикселей, составляющих изображение; в Windows стандартным форматом растровых изображений является формат. bmp; при изменении размеров, вращении и других преобразованиях рисунка возникают искажения.
Оригинал и его увеличенный фрагмент
Растровая и векторная графика Растровый метод хранения и представления изображения естественен для мониторов, принтеров и сканеров. Он позволяет применять для обработки изображений математические методы, так как соответствующий файл является матрицей чисел. Только растровый метод позволяет обрабатывать полноцветное изображение. Однако объём информации, хранимой в растровом формате достаточно велик, а любые редакторские изменения изображения сводятся к его по пиксельной прорисовке. Для сокращения объёмов хранимой информации был предложен векторный метод описания изображений. Вектор можно задать двумя парами чисел (координатами начала и конца) плюс информация о цвете – причём сразу для всех точек прямой. По тому же принципу можно хранить окружности (радиус + центр + цвет) и т. д. Такой подход резко снижает объём используемой памяти, - векторный файл в сотни раз меньше растрового для одного и того же изображения. Кроме того легко производятся геометрические изменения изображения. Векторная графика наиболее естественна для штрихового изображения.
Растровая и векторная графика Особенности векторной графики: • векторное представление – это совокупность описаний простых элементов (графических примитивов); • файлы имеют небольшие объемы; • векторные изображения легко масштабируются без потери качества. Для создания и обработки изображений на компьютере существует ряд графических пакетов, включающих обычно средства работы, как с векторной, так и с растровой графикой. Для работы с растровой графикой наиболее часто используется Adobe Photoshop, а с векторной – Corel. Draw. Наиболее популярным является именно сочетание Corel. Draw + Adobe Photoshop, несмотря на то, что у фирмы Adobe есть собственный пакет для работы с векторной графикой Adobe Illustrator, а у фирмы Corel - утилита Corel Photo. Paint, предназначенная для работы с растровыми изображениями. Для уверенной работы с программными средствами необходимо ориентироваться в типах файлов, в которых хранится графическая информация. Формат определяется по расширению файла.
Форматы растровой графики Основным форматом Adobe Photoshop, его родным форматом является psd – Photoshop Document. Он обеспечивает возможность хранения полной информации обо всех свойствах изображения, включая слои. Из-за этого он может занимать очень много места на диске. Для сохранения результатов в растровой графике наиболее подходит формат tif (tiff) – Tagged Image File Format. Он полностью сохраняет качество исходного изображения при конвертировании, «помнит» разрешение и размер печатного оттиска. В цветовых моделях RGB и CMYK формат TIFF поддерживает до 16. 7 млн. оттенков (24 бит). Существуют несколько вариантов формата TIFF. Гарантировано совместимыми являются несжатые файлы TIFF. При работе со сжатыми файлами возможны проблемы переноса. Формат bmp – Windows Bitmap тесно связан с экранным представлением картинки в Windows. Он используется при разработке программного обеспечения (в заставках, пиктограммах и т. п. ). При конвертировании в bmp сохраняется качество исходного изображения, но данный формат не является оптимальным при других применениях.
Форматы растровой графики Формат gif – Compu. Serve Graphics Interface Format используется для графики размещаемой в интернете. Для него характерна небольшая глубина цвета (до 256 цветов) и приемлемое сжатие данных. Позволяет создавать изображения «на прозрачном фоне» (точки, имеющие цвет фона не выводятся просмотрщиками и веббраузерами). Возможность хранения нескольких изображений в одном файле, позволяет выводить анимированные ролики на веб-странице. Формат jpg – Join Photographics Expert Group, – самый популярный формат экранной графики. Характеризуется мощным алгоритмом сжатия данных до 100 крат и более, с некоторым снижением качества изображения. Используется для хранения фото- и видео-изображений в цифровых фотоаппаратах, а также при хранении оригинал-макетов изданий, когда главная цель уменьшение объёма файла. Формат png – Portable Network Graphics Format, предназначен для хранения графики со сжатием без потери качества.
Форматы векторной графики Формат cdr – Corel Draw Format, используется для хранения векторного изображения в программе Corel Draw. Формат cdr зависит от версии программы Corel Draw. Формат eps – Encapsulated Post. Script, промышленный стандарт для печатного вывода основанный на языке описания страниц Post. Script. Используется для хранения изображений в программах вёрстки (Quark. XPress, Page. Maker). В eps можно хранить как векторные, так и растровые изображения. Формат eps часто используется для экспортирования файлов цветоделённых изображений CMYK из одной программы в другую. Ещё один формат pict – Apple Pic. T Format, аналог формата eps для компьютеров фирмы Apple. На компьютерах РС не используется.
Форматы векторной графики Форматы wmf, emf – Windows Enchanced Metafile, используются в для простой графики и обмена файлами в Ms. Office. Формат swf – Flash Shockwave, формат программы Macromedia Flash, используется для размещения графики в интернете. Формат ai – Adobe Illustrator, формат программы Adobe Illustrator. Формат fh* - Macromedia Freehand, формат программы Macromedia Freehand, где * - означает цифру, определяющую № версии программы, например: fh 8.
Цветовые модели Цвет – это то ощущение, которое формирует мозг человека после попадания светового излучения различного спектрального состава в глаз человека. Принципы описания цвета основаны на том, что цветовое пространство трёхмерно, и что любой цвет может быть получен смешением трёх основных цветов. В зависимости от того излучает объект свет или отражает говорят об аддитивном или субтрактивном синтезе цвета. Для описания аддитивного синтеза (сложения излучений) используется RGB модель. Основные цвета: красный, зелёный и синий. При смешении их в равных количествах получим белый цвет. Окрашенные несветящиеся объекты поглощают часть падающего на них белого света и в зависимости от того в какой области спектра происходит поглощение, мы видим окрашенные в разные цвета объекты.
Цветовые модели Для описания субтрактивного (вычитания из белого света) синтеза используется CMYK модель – основные цвета: голубой, пурпурный, жёлтый. В полиграфии для улучшения качества печати был добавлен четвёртый канал К (key – ключевой, главный) формируемый чёрной краской. Существуют и другие цветовые модели. Рассмотрим ещё одну модель HSB. Основные характеристики цвета в этой модели это цветовой тон(Hue) , т. е. собственно спектральный цвет, насыщенность (Saturation), характеризующая процент разбавления цвета белым, и яркость (Brightness), характеризующая процент зачернения. Эта модель часто используется компьютерными художниками. Цвета, которые могут быть отображены определённым устройством (глаз, сканер, камера, монитор и т. д. ) образуют цветовой охват. Он различен для разных устройств.
CMYK
Цветовой охват различных приёмников Dia Monitor Offset
Скачать презентацию Основы компьютерной графики Области применения компьютерной графики
Л_8_Основы компьютерной графики.ppt