Компьютерная графика

Интерактивная 3D-Moдель

Компьютерная графика - это графика, т.е. двумерные изображения, которые создаются, преобразуются, оцифровываются, обрабатываются и отображаются средствами вычислительной техники, включая аппаратные и программные средства.

Подвижная компьютерная графика называется компьютерным видео или компьютерной анимацией.

Для отображения графики используют монитор, принтер, плоттер т.д..

Работа с компьютерной графикой - один из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любых предприятиях время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газетах и ​​журналах или просто в выпуске рекламной листовки или буклета.

Без компьютерной графики не обходится ни одна современная мультимедийная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового использования.

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует масса классов программного обеспечения, различают всего 3 вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику используют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели используют сканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото-и видеокамеры.

Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока используют только растровые иллюстрации.

Программные средства для работы с векторной графикой, наоборот, 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. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Существуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключения, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику редко используют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.


1. Растровая графика

Основным элементом растрового изображения является точка (точка). Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем. В зависимости от того, на какую графическую разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более точек.

С размером изображения непосредственно связана его разрешение. Этот параметр измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi). У монитора с диагональю 15 дюймов размер изображения на экране составляет примерно 28х21см. Зная, что в одном дюйме 25,4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800х600 пикселей разрешение экранного изображения ровно 72 dpi.

При печати разрешение должно быть намного выше. Полиграфическая печать полноцветной изображения требует разрешения 200-300 dpi. Стандартный фотографии 10х15 см должен иметь примерно 1000х1500 пикселей. Следовательно, такое изображение будет иметь 1,5 млн. точек, а если изображение цветное и на координирования каждой точки использованы три байта, то обычной фотографии соответствует массив данных размером более 4 Мбайт.

Как видим, большой объем данных - это основная проблема при использовании растровых изображений. Для активных работ с крупными иллюстрациями типа журнальной полосы требуются компьютеры с большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и более). Такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные процессоры.

Второй недостаток растровых изображений связан с невозможностью рассмотреть детали. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит к тому, что эти точки становятся крупнее. Никаких деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается. Более того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой. Этот эффект называется пикселизация.


2. Векторная графика

В векторной графике основным элементом изображения является линия. В растровой графике также существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации точек. Соответственно, чем длиннее растровая линия, тем больше памяти она занимает. В векторной графике объем памяти, занимаемый линия не зависит от размера линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество ячейки остается неизменным для любой линии.

Линия - это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например, объект четырехугольник можно рассматривать как четыре взаимосвязанные линии, а объект куб как двенадцать взаимосвязанных линий, либо как шесть четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой.

Как все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.д.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой (заготовленные растровые изображения).

Говоря о растровой графике мы указывали на ее недостатки: значительный объем массивов данных и невозможность масштабировать без потери качества.

Векторная графика этих недостатков не имеет, но значительно усложняет работу по созданию художественных иллюстраций. На практике средства векторной графики используют не для создания художественных композиций, а для оформительских, чертежных и проектно-конструкторских работ.

В векторной графике достаточно сложные композиции занимают небольшой объем. Вопрос масштабирования решаются также легко. При необходимости изображение можно увеличивать до мельчайших деталей.


3. Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная - вичислюеться, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не сохраняются. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, сохранять не нужно. Изменив коэффициенты в уравнении, получают совершенно другую картину.

Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Постройте обычный равносторонний треугольник со стороной а. Разделите каждую из сторон на 3 отрезки. На среднем отрезке стороны постройте равносторонний треугольник со стороной, равной 1/3 стороны исходного треугольника. И так далее. С полученными треугольниками повторите те же операции. Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур. Так рождается фрактальная фигура. Процесс наследования можно продолжать до бесконечности.

Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка при увеличении оказывается фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений.

Свойство фрактальной графики моделировать образы живой природы путем, можно вычислить, часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.



См.. также

Литература

  1. Веселовская Г. В. Компьютерная графика: Учебное пособие для вузов. - Херсон: ОЛДI-плюс, 2004. - 582 с.
  1. (Рус.) Глушаков С. В. Компьютерная графика: Учебный курс. - Харьков: Фолио, 2001. - 500 с.
  2. (Рус.) Дабижа Г. Н. Компьютерная графика и верстка: CorelDRAW, Photoshop, PageMaker. - СПб.; М.; Х.; Минск: Питер, 2007. - 270 с.
  3. (Рус.) Компьютерная графика. / С. В. Глушаков, А. В. Капитанчук, Е. В. Вещев, Г. А. Кнабе. - 3-е издание, дополненное и перераб .. - М.: Фолио, 2006. - 511 с.
  4. (Рус.) Миронов Д.Ф. Компьютерная графика в дизайне: Учебник. - СПб.; М.; Х.; Минск: Питер, 2004. - 215 с.
  5. (Рус.) Петров М.Н. Компьютерная графика: Учебник для вузов. - СПб.; М.; Х.; Минск: Питер, 2003. - 736 с.


Компьютер Это незавершенная статья о компьютеры.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.