Компьютерная графика.

Растровая и векторная графика.Графические редакторы.

Современное применение компьютерной графики очень разнообразно. Для каждого направления создается специальное ПО, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.

Виды компьютерной графики

Художественная (она направлена на поддержку дизайнерского искусства и, конечно, изобразительного);
Инженерная(используется от начального этапа проектирования до создания современного арх. проекта);
Иллюстративная(используется и для графического представления содержания и результатов научных исследований);
Деловая(используется для решения офисных задач);
Когнитивная(применяется для разработки программного обеспечения).

Назначение – наглядное изображение объектов научных исследований, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.

Назначение – создание иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений(плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки).

Используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции.

Используется для произвольного рисования, черчения.

Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки и многое другое.
Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти.
Отличительной способностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и анимации.

Виды графических изображений

Растровая;
Векторная;
Трехмерная;
Фрактальная.

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно в виде – растрового изображения, векторного изображения. 




Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Одной из наиболее интересных, в то же время сложных видов компьютерной графики является трехмерная графика.
Трехмерная графика уходит своими корнями и имеет много общего с векторной компьютерной графикой. Она также может называться объектно-ориентированной.
Это позволяет изменять как все элементы трехмерной сцены, так и каждый объект в отдельности. Применяется она при разработке дизайн-проектов интерьера,
архитектурных объектов, в рекламе, при создании обучающих компьютерных программ, видео-роликов, наглядных изображений деталей и изделий в машиностроении и др.
В трехмерной графике изображения (или персонажи) моделируются и перемещаются в виртуальном пространстве, в природной среде или в интерьере, а их анимация позволяет увидеть объект с любой точки зрения, переместить в искусственно созданной среде и пространстве, разумеется, при сопровождении специальных эффектов.

Основой для построения любой пространственной формы является плоскость и грань объекта.
Плоскость в трехмерной графике задается с помощью трех точек, соединенных отрезками прямых линий.
Именно это условие дает возможность описать с помощью получаемых плоскостей «пространственную сетку», которая представляет собой модель объекта.
Затем объекту дополнительно присваиваются характеристики поверхности объекта – материал.
В свою очередь, материал характеризует качество поверхности, например, полированная, шероховатая, блестящая и др.
Описывается и его текстура (камень, ткань, стекло и др.). Задаются и оптические свойства, например, прозрачность, отражение или преломление световых лучей и т.д.
Наряду с этим, трехмерному объекту можно задать условия освещения и выбрать точку зрения (камеру) для получения наиболее интересного наглядного изображения.
Такая постановка, состоящая из трехмерного объекта, условий освещения и выбранной точки зрения называется «трехмерной сценой».
А вот для описания трехмерного пространства и объекта, находящегося внутри его, используется хорошо уже знакомый Вам координатный метод.

Фрактальная графика является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся перспективных видов компьютерной графики.
Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия.
Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.
Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Полученный объект носит название «фрактальной фигуры».
Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Таким образом, можно описать и такой графический элемент, как прямая.
Изменяя и комбинируя окраску фрактальных фигур можно моделировать образы живой и неживой природы
(например, ветви дерева или снежинки), а также, составлять из полученных фигур «фрактальную композицию».
Фрактальная графика, также как векторная и трёхмерная, является вычисляемой.

Растровая графика

Растровые графические изображения формируются в процессе сканирования существующих на бумаге или фотопленке рисунков и фотографий, а также при использовании цифровых фото- и видеокамер.
Растровое изображение создается с использованием точек разного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы

Растровая графика напоминает нам лист клетчатой бумаги или шахматную доску, на которой любая клетка закрашивается определенным цветом, образуя (в совокупности) рисунок.
Основной элемент растровых изображений точка – пиксель. Точка (пиксель) – это основной минимальный элемент растрового изображения. Его мы можем сравнить с одной клеточкой бумаги в клетку. Из множества пикселей (клеточек) и состоит растровое изображение
Растр – сетка, матрица, которая состоит из точек (пикселей). Растр имеет очень много различных характеристик, которые фиксируются компьютером. Запомните две важные характеристики: расположение пикселей, а также цвет.

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы – графические редакторы.

Графический редактор – это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений.

Например, изображение листа описывается конкретным расположением и цветом каждой точки, что создает изображение примерно также, как в мозаике

Для обработки таких файлов используют такие редакторы, как: Paint, Photoshop

Достоинства растровой графики:
Простая обработка и вывод на устройства отображения
Недостатки:
Большой размер особенно качественных изображений с большим количеством точек.
Резкая потеря качества при масштабировании.

Векторное изображение рассматривается как графический объект, представляющий собой совокупность графических примитивов (точек, линий, прямоугольников, окружностей и т.д.) и описывающих их математических формул. Положение и форма графического объекта задается в системе графических координат, связанных с экраном.
Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана

Векторная графика

Векторные графические изображения используются для хранения высокоточных графических объектов, для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.
Векторные изображения формируются из объектов которые называются графическими примитивами.

Например, графический примитив точка задаётся своими координатами (Х, У), линия - координатами начала (Х1,У1) и конца (Х2,У2), окружность - координатами центра (Х, У) и радиусом (R), прямоугольник – координатами диагонали (Х1, У1) (Х2, У2) и т.д. Кроме того, для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная), толщина и цвет.

Достоинства векторной графики:
Небольшой объем т. к. параметры примитивов занимают меньше места, чем весь набор составляющих точек растрового изображения.
Простое масштабирование, т. е. качество при увеличении, уменьшении не теряется.
Недостатки:
Очень сложные алгоритмы вывода,включающие вычисления сложных формул.

Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.
Очень популярны такие программы, как CorelDRAW, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand.

- Итак, с какими двумя видами графики вы познакомились? (Растровая и векторная)
- Какую графику называют растровой?
- Какую графику называют векторной?
- Для чего нужны графические редакторы?
- Какие виды графических редакторов вы знаете?
- Чем они отличаются друг от друга?

В чем состоит различие между растровыми и векторными графическими изображениями?
А. Четкость векторного изображения и нечеткость растрового.
Б. Растровые создаются с
помощью точек различных
цветов(пикселей),а
векторные с помощью
других объектов.
В.Растровые увеличиваются, а векторные уменьшаются.

Тест

Какой тип графического изображения (растровый или векторный) вы будете использовать:
1.для разработки эмблемы
организации, учитывая, что
она будет печататься на
маленьких визитных
карточках и на больших плакатах. 2.при редактировании цифровой фотографии?
А. 1,2 - Растровый
Б. 1. - Растровый, 2. - Векторный
В. 1,2 - Векторный
Г. 1. - Векторный, 2. - Растровый

Как вы думаете , почему растровые графические редакторы позволяют исправлять дефекты изображений?
А. Являются лучшим средством обработки цифровых фотографий.
Б. Повышают качество фотографий, изменяя цветовую палитру изображения и цвета.
В. Чувствительны к масштабированию .
Почему в векторных графических редакторах можно изменять видимость объектов, образующих рисунок?
А. Существуют слои объектов.
Б.Увеличение уменьшение
без потери качества.
В.Формирование объектов.

5. В каких случаях полезно воспользоваться операцией группировки объектов?
А.При изменении слоёв объекта.
Б. При перемещении,
изменении размера, цвета.
В. При создании чертежей и
схем.

6. В чём состоят основные различия между форматами графических файлов?
А. В формате ВМР большой объем, поэтому используется сжатие.
Б. Формат WME используется для хранения коллекции изображений.
В. При меньшем объеме формата используется увеличение.