Презентация по дисциплине "Информатика" на тему "Фрактальная графика"

ПЕРМСКИЙ ИНСТИТУТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
- филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования
«Уральский государственный университет путей сообщения» в г. Перми
(ПИЖТ УрГУПС)

Подготовил: преподаватель первой категории
Старцева Ксения Николаевна

Пермь
2020

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения

Виды компьютерной графики
отличаются принципами формирования изображения

Компьютерная графика – это область информатики,
изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств

Фрактальная графика является одним из самых быстро развивающихся перспективных видов компьютерной графики 

Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия В основу метода построения изображений положен принцип наследования от так называемых «родителей» геометрических свойств объектов-наследников 

Понятия фрактал, фрактальная геометрия и фрактальная графика, появившиеся в конце 70-х, сегодня прочно вошли в обиход математиков и компьютерных художников.
Слово фрактал образовано от латинского «fractus»
и в переводе означает «состоящий из фрагментов».
Оно было предложено математиком Бенуа Мандель-Бротом в 1975 году 

Бенуан Мандель-Брот
(1924-2010 гг.) – французский и американский математик, создатель фрактальной геометрии

Одним из основных свойств фрактала является самоподобие

ФРАКТУС – состоящий из фрагментов

ФРАКТАЛОМ называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому
Объект называют самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга. В простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале 

В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент — равносторонний треугольник, который получил название «фрактальный». Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника

Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Полученный объект носит название «ФРАКТАЛЬНОЙ ФИГУРЫ». Процесс наследования можно продолжать до бесконечности

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, является вычисляемой. Её главное отличие в том, что изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений, ничего кроме формулы хранить не требуется

Только изменив коэффициенты уравнения, можно получить совершенно другое изображение. Эта идея нашла использование в компьютерной графике благодаря компактности математического аппарата, необходимого для ее реализации. Так, с помощью нескольких математических коэффициентов, можно задать линии и поверхности очень сложной формы

Итак, базовым понятием для фрактальной компьютерной графики являются «ФРАКТАЛЬНЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК». Затем идет «Фрактальная фигура», «Фрактальный объект»; «Фрактальная прямая»; «Фрактальная композиция»; «Объект-родитель» и «Объект наследник»

Фрактальная компьютерная графика позволяет создавать абстрактные композиции, где можно реализовать такие композиционные приёмы как, горизонтали и вертикали, диагональные направления, симметрию и асимметрию и др. С чем можно сравнить фрактальное изображение? Ну, например, со сложной структурой кристалла, со снежинкой, элементы которой выстраивается в одну сложную структуру. Это свойство фрактального объекта может быть удачно использовано при составлении декоративной композиции или для создания орнамента

С точки зрения машинной графики фрактальная геометрия незаменима при генерации искусственных облаков, гор, поверхности моря. Фактически благодаря фрактальной графике найден способ эффективной реализации сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные. Геометрические фракталы на экране компьютера — это узоры, построенные самим компьютером по заданной программе. Помимо фрактальной живописи существуют фрактальная анимация и фрактальная музыка

Программа Fracplanet 4.0
Программа Art Dabbler
Программа Ultra Fractal
Программа Fractal Explorer
Программа ChaosPro
Программа Apophysis
Программа Mystica

С использованием фракталов могут строиться не только ирреальные изображения, но и вполне реалистичные (например, фракталы нередко используются при создании облаков, снега, береговых линий, деревьев и кустов и др.). Поэтому применять фрактальные изображения можно в самых разных сферах, начиная от создания обычных текстур и фоновых изображений и кончая фантастическими ландшафтами для компьютерных игр или книжных иллюстраций

*.pov; *.frp; *.frs; *.fri; *.fro; *.fr3, *.fr4 и др. Визуализированные изображения также могут быть экспортированы в один из растровых графических форматов (jpg, bmp, png и psd), а готовые фрактальные анимации – в AVI-формат.