Основы компьютерной графики

Основы компьютерной графики

Понятие компьютерной графики и ее классификация

Определение

Компьютерная графика – это специальная область информатики, которая изучает средства и способы создания и обработки изображения с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов.

Под растровым способом понимают способ представления изображения в компьютерной графике в виде совокупности отдельных точек различных цветов или оттенков.

Пиксель - неделимая точка в графическом изображении. Пиксель характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения

1. Возможность получения фотореалистичного изображения высокого качества в различном цветовом диапазоне;2. Легкость получения растровых изображений и возможность автоматизации;3. Абсолютная свобода редактирования изображения.4. Каждый пиксель независим друг от друга.5. Существует развитая система внешних устройств для ввода изображений (к ним относятся сканеры, видеокамеры, цифровые фотокамеры, графические планшеты). 

Достоинства растрой графики

Недостатки растровой графики

Основным недостатком растровых изображений является большой размер файлов, что увеличивает требования, как к объемам устройств памяти, так и к их быстродействию.
Невозможность увеличения изображений для рассмотрения деталей.

Разрешение изображения – определяет насколько точно будут воспроизведены детали изображения. Разрешение выражается в точках на дюйм.
Разрешение дисплея – это степень резкости изображения, показываемого на дисплее. Разрешение дисплея измеряется в точек/дюйм.
Разрешение при печати – выражается числом чернильных частиц, которые можно распылить на один дюйм бумаги.

Векторный метод - это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и дуг и т. д.
Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение.

Достоинства векторной компьютерной графики

Экономия объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений - сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые программа воссоздает изображение заново.
Качество изображения не изменяется при изменении размера.

Недостатки векторной компьютерной графики

Каждая программа сохраняет данные в своем собственном формате.
Векторная графика не предназначена для создания фотореалистических изображений.

Фрактальная графика, как и векторная - вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению.

- связи: изобразительное искусство, дизайн
- задачи: создание высокохудожественных изображений (плоских или квазиобъёмных)
- приоритетные направления: создание реалистичных трёхмерных изображений, редактирование видеоданных, Web-дизайн
- примеры программных средств: Adobe Photoshop, Corel Draw, Adobe Premiere, Discreet 3D Studio MAX и Alias-Wavefront Maya, Macromedia Flash
- рынок: создание видео- и кинопродукции, реклама и оформление различных видов.

Рис.4. Фрагмент из анимационного фильма "Шрек".

Рис.5. Модель комнаты, выполненная в 3D Studio MAX.

Научная графика- дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов. 

- связи: математика
- задачи: визуализация и обработка результатов измерений или моделирования
- приоритетное направление: когнитивная компьютерная графика, геоинформационные системы, САПР
- примеры программных средств: National Instruments LabView , КОМПАС , MapInfo , Microcal Origin
- рынок: обеспечение научных, военных, прикладных исследований и технологических процессов, бизнес-планирование.

Рис.6. Пример блок-схемы,
описывающей алгоритм программы

Рис.7. График посещаемости Web - узла

Рис.8. Интерактивная модель оборудования (LabView)

Рис. 9. Трехмерная модель сборки (Компас 3D).

- связи: психология, технические науки
- задачи: изучение и использование различных аспектов восприятия графической информации человеком.
- приоритетные направления: создание компьютерных игр, разработка систем виртуальной реальности.
- примеры программных средств: Unreal , Paradigm simulation Vega , стандарт. VRML и Parallel Graphics Internet Space Builder.
- рынок: компьютерные и электронные игры, обеспечение научных и военных исследований, развитие аппаратных средств компьютерной графики.

Рис.10. Фрагмент игры Unreal Tournament

Рис.11. Фрагмент игры GTA San Andreas

Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений.

Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники.

Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок".

Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплее.

Мультимедиа - это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением.