Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Оценка 4.8
Разработки уроков
doc
информатика
7 кл
17.02.2017
Тема урока: Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов.
Цель урока: Дать понятие на тему «Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов».
1. Обучать учащихся работе с компьютерной графикой.
2. Развивать навыки работы с компьютерной графикой.
3. Воспитывать познавательный интерес.
Тип урока: изучение нового материала.
Материальное обеспечение:
• мультимедиа проектор;
• презентация по теме;
План урока
І Актуализация знаний. (2 мин)
II. Проверка домашнего задания. (11 мин)
III. Теоретическая часть. (22 мин)
IV. Д/з (3 мин)
V. Закрепление урока(3 мин)
VI. Анализ и рефлексия. (2 мин)
VII. Итог урока. (2 мин)
Ход урока:
І Актуальизация знаний.
1. Организационный момент.
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания)изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.
ІІ Проверка домашнего задания.
Фронтальный опрос
1. Виды компьютерной графики?
2. Что такое векторная графика?
3. Что такое компьютерная графика?
4. Что такое растрная графика?
5. Чем отличается векторная графика от растрной?Тема урока: Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов.
Цель урока: Дать понятие на тему «Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов».
1. Обучать учащихся работе с компьютерной графикой.
2. Развивать навыки работы с компьютерной графикой.
3. Воспитывать познавательный интерес.
Тип урока: изучение нового материала.
Материальное обеспечение:
• мультимедиа проектор;
• презентация по теме;
План урока
І Актуализация знаний. (2 мин)
II. Проверка домашнего задания. (11 мин)
III. Теоретическая часть. (22 мин)
IV. Д/з (3 мин)
V. Закрепление урока(3 мин)
VI. Анализ и рефлексия. (2 мин)
VII. Итог урока. (2 мин)
Ход урока:
І Актуальизация знаний.
1. Организационный момент.
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания)изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.
ІІ Проверка домашнего задания.
Фронтальный опрос
1. Виды компьютерной графики?
2. Что такое векторная графика?
3. Что такое компьютерная графика?
4. Что такое растрная графика?
5. Чем отличается векторная графика от растрной?
7а класс №20 программы по созданию и оброботке векторной и растровой графики.doc
1.
2.
3.
Проверено___________________
Зам директора УР Мункенова К.К.
Предмет: Информатика
Дата: 03.02.17г
Класс: 7 «А»
Урок: 20
Тема урока: Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы
графических файлов.
Цель урока: Дать понятие на тему «Программы по созданию и обработке векторной и растровой
графики, форматы графических файлов».
Обучать учащихся работе с компьютерной графикой.
Развивать навыки работы с компьютерной графикой.
Воспитывать познавательный интерес.
Тип урока: изучение нового материала.
Материальное обеспечение:
мультимедиа проектор;
презентация по теме;
І Актуализация знаний. (2 мин)
II. Проверка домашнего задания. (11 мин)
III. Теоретическая часть. (22 мин)
IV. Д/з (3 мин)
V. Закрепление урока(3 мин)
VI. Анализ и рефлексия. (2 мин)
VII. Итог урока. (2 мин)
План урока
Ход урока:
І Актуальизация знаний.
1. Организационный момент.
юю
аю
ию
Компь терная гр фика
которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания)изображений, так
и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.
графика) — область деятельности, в
(также маш нная
ІІ Проверка домашнего задания.
Фронтальный опрос
Виды компьютерной графики?
Что такое векторная графика?
Что такое компьютерная графика?
Что такое растрная графика?
Чем отличается векторная графика от растрной?
1.
2.
3.
4.
5.
III. Теоретическая часть.
Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже
использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных
машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры.
В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с
графикой. Создание игры («Spacewar!») заняло около 200 человекочасов. Игра была создана на
машине PDP1.
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программноаппаратный
комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым
пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это
был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать
первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.
В середине 1960х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики.
Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную
чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного
проектирования DAC1, разработанную совместно с IBM.
В 1964 году
математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ4, выполняя написанную программу решения
[1] группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка»[2], который для своего времени
являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитноцифровой принтер.
В 1968 году
[источник не указан 309 дней] существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением
возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электроннолучевой
трубке.
Текущее состояние
Основные области применения
Научная графика — первые компьютеры использовались лишь для решения научных и
производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую
обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на
машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства —
графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге.
Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные
эксперименты с наглядным представлением их результатов.
Деловая графика — область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления
различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчётная документация,
статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются
иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных
таблиц.
Конструкторская графика используется в работе инженеровконструкторов, архитекторов,
изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом
САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать
как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трёхмерные изображения.
Иллюстративная графика — это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты
иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.
Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.
Художественная и рекламная графика — ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С
помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки,
видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по
быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является
возможность создания реалистических изображений и «движущихся картинок». Получение рисунков
трёхмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объёмом
вычислений. Передача освещённости объекта в зависимости от положения источника света, от
расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчётов, учитывающих законы оптики.
Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на экране дисплея. Художник
создает на экране рисунки начального и конечного положения движущихся объектов, все
промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчёты, опирающиеся на
математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на
экран с определённой частотой, создают иллюзию движения.
Мультимедиа — это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со
звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области
обучения, рекламы, развлечений.
Научная работа
Компьютерная графика является также одной из областей научной деятельности. В области
компьютерной графики защищаются диссертации, а также проводятся различные конференции:
На факультете ВМиК МГУ существует лаборатория компьютерной графики.
По способам задания изображений графику можно разделить на категории:
Двухмерная графика
Двухмерная (2D — от англ. two dimensions — «два измерения») компьютерная графика
классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него
алгоритмами обработки изображений. Обычно компьютерную графику разделяют на векторную и
растровую, хотя обособляют ещё и фрактальный тип представления изображений.
Векторная графика[править | править исходный текст]
конференция Siggraph, проводится в США
конференция Графикон, проводится в России
CGсобытие, проводится в России
CG Wave, проводится в России Пример векторного рисунка
Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Обычно в
качестве них выбираются точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также, как общий случай,
кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий,
цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих
набор примитивов. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.
Изображение в векторном формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь
масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной
графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически
выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое.
Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения
некоторых переменных, например, коэффициентов.
При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора
пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении,
или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя
несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более
совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают
некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей. Подобным
образом выполняется масштабирование в программе Adobe Photoshop (билинейная и бикубическая
интерполяция).
Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов. Такой способ
представления хорош для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень
широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного содержания.
Растровая графика[править | править исходный текст]
Пример растрового рисунка
Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю
сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый
образ имеет некоторое число строк и столбцов.
Без особых потерь растровые изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали
изображения тогда исчезнут навсегда, что иначе в векторном представлении. Увеличение же растровых
изображений оборачивается «красивым» видом на увеличенные квадраты того или иного цвета, которые
раньше были пикселями.
В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои
недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при
редактировании.
Фрактальная графика[править | править исходный текст] матрица поворота
матрица сдвига
матрица масштабирования
Фрактальное дерево
Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур.
Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому
алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.
Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых
требуется относительно мало памяти. С другой стороны, фракталы слабо применимы к изображениям
вне этих классов.
Трёхмерная графика[править | править исходный текст]
Трёхмерная графика (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует с объектами в
трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию.
Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.
В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или
частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают
треугольники.
Всеми визуальными преобразованиями в 3Dграфике управляют матрицы (см. также: аффинное
преобразование в линейной алгебре). В компьютерной графике используется три вида матриц:
Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3
вершины. Координаты каждой вершины представляют собойвектор (x, y, z). Умножив вектор на
соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми
вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект,
повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.
Ежегодно проходят конкурсы трёхмерной графики, такие как Magick nextgen или Dominance War.
Виды компьютерной графики
Компьютерная графика раздел информатики, который изучает средства и способы создания и
обработки графических изображений при помощт компьютерной техники. Несмотря на то, что для
работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения,
различают четыре вида компьютерной графики. Эторастровая графика, векторная графика, трёхмерная
и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на
экране монитора или при печати на бумаге.
Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических
изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с
помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели используют отсканированные 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 применяют растровые иллюстрации в тех случаях, когда надо передать полную гамму
оттенклв цветного изображения.
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 исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.
Трёхмерная графика широко используется в инженерном программировании, компьютерном
моделировании физических объектов и процессов, в мультипликации, кинемотографии и компьютерных
играх.
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 применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в
развлекательных программах.
Растровая графика
Основным (наименьшим) элементом растрового изображения является точка. Если изображение
экранное, то эта точка называется пикселом. Каждый пиксел растрового изображения имеет свойства:
размещение и цвет. Чем больше количество пикселей и чем меньше их размеры, тем лучше выглядит
изображение. Большие объемы данных это основная проблема при использовании растровых
изображений. Для активных работ с большеразмерными иллюстрациями типа журнальной полосы
требуются компьютеры с исключительно большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и
более). Разумеется, такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные процессоры. Второй
недостаток растровых изображений связан с невозможностью их увеличения для рассмотрения деталей.
Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит только к тому, что эти
точки становятся крупнее и напоминают мозаику. Никаких дополнительных деталей при увеличении
растрового изображения рассмотреть не удается. Более того, увеличение точек растра визуально
искажает иллюстрацию и делает её грубой. Этот эффект называется пикселизацией.
Векторная графика
Как в растровой графике основным элементом изображения является точка, так в векторной графике
основным элементом изображения является линия (при этом не важно, прямая это линия или кривая).
Разумеется, в растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации
точек. Для каждой точки линии в растровой графике отводится одна или несколько ячеек памяти (чем
больше цветов могут иметь точки, тем больше ячеек им выделяется). Соответственно, чем длиннее
растровая линия, тем больше памяти она занимает. В векторной графике объем памяти, занимаемый
линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее
говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, меняются только ее
параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек 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 связанные линии, а объект куб еще более сложен: его можно
рассматривать либо как двенадцать связанных линий, либо как шесть связанных четырехугольников. Из
за такого подхода векторную графику часто называют объектноориентированной графикой. Мы
сказали, что объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров, но не надо
забывать и о том, что на экран все изображения все равно выводятся в виде точек (просто потому, что
экран так устроен). Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления
координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют
вычисляемой графикой. Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на принтер. Как
и все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет,
характер линии (сплошная, пунктирная и т.п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения.
Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая
линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют
свойстьа, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.
Фрактальная графика
Фрактал это рисунок, который состоит из подобных между собой элементов. Существует большое
количество графических изображений, которые являются фракталами: треугольник Серпинского,
снежинка Коха, "дракон" ХартераХейтуея, множество Мандельброта. Построение фрактального
рисунка осуществляется по какомуто алгоритму или путём автоматической генерации изображений
при помощи вычислений по конкретным формулам. Изменения значений в алгоритмах или
коэффициентов в формулах приводит к модификации этих изображений. Главным преимуществом
фрактальной графики есть то, что в файле фрактального изображения сохраняются только алгоритмы и
формулы.
Трёхмерная графика
Трёхмерная графика (3Dграфика) изучает приёмы и методы создания объёмных моделей объектов,
которые максимально соответствуют реальным. Такие объёмные изображения можно вращать и рассматривать со всех сторон. Для создания объёмных изображений используют разные графические
фигуры и гладкие поверхности. При помощи их сначала создаётся каркас объекта, потом его
поверхность покрывают материалами, визуально похожими на реальные. После этого делают
осветление, гравитацию, свойства атмосферы ии другие параметры пространства, в котором находиться
объект. Для двигающихся объектом указывают траекторию движения, скорость.
Вернуться к меню
Основные понятия компьютерной графики
В компьютерной графике с понятием разрешения обычно происходит больше всего путаницы,
поскольку приходится иметь дело сразу с несколькими свойствами разных объектов. Следует четко
различать: разрешение экрана, разрешение печатающего устройства и разрешение изображения. Все эти
понятия относятся к разным объектам. Друг с другом эти виды разрешения никак не связаны пока не
потребуется узнать, какой физический размер будет иметь картинка на экране монитора, отпечаток на
бумаге или файл на жестком диске.
Разрешение экрана это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и
операционной системы (зависит от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселах
(точках) и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.
Разрешение принтера это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые
могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и
определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при
заданном размере.
Разрешение изображения это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм
dpi и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Так, для
просмотра изображения на экране достаточно, чтобы оно имело разрешение 72 dpi, а для печати на
принтере не меньше как 300 dpi. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения.
Физический размер изображения определяет размер рисунка по вертикали (высота) и горизонтали
(ширина) может измеряться как в пикселах, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах,
дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом. Если изображение
готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселах, чтобы знать, какую
часть экрана оно занимает. Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах
длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет.
Физический размер и разрешение изображения неразрывно связаны друг с другом. При изменении
разрешения автоматически меняется физический размер.
При работе с цветом используются понятия: глубина цвета (его еще называют цветовое разрешение) и
цветовая модель.
Для кодирования цвета пиксела изображения может быть выделено разное количество бит. От этого
зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Чем больше длина двоичного
кода цвета, тем больше цветов можно использовать в рисунке. Глубина цвета это количество бит,
которое используют для кодирования цвета одного пиксела. Для кодирования двухцветного (черно
белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксела.
Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных цветовых оттенков. Два байта (16
битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется High Color. Если для
кодирования цвета используются три байта (24 бита), возможно одновременное отображение 16,5 млн
цветов. Этот режим называется True Color. От глубины цвета зависит размер файла, в котором
сохранено изображение.
IV. Д/з: Написать конспект по новой теме.
1.
V. Закрепление урока:
Виды компьютерной графики?
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Что такое растровое графика?
Что такое векторная графика?
Что такое фрактальная графика?
Что такое трёхмерная графика?
Что такое иллюстративная графика ?
Что такое иллюстративная графика ?
Что такое художественная и рекламная графика?
VI. Анализ и рефлексия.
Дайте ответы на следующие вопросы:
Что нового мы изучили на уроке?
Какую практическую значимость имеют полученные знания?
Что вам удалось сделать на уроке?
Были ли вы успешны во время урока?
VII. Итог урока.
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Программы по созданию и обработке векторной и растровой графики, форматы графических файлов
Материалы на данной страницы взяты из открытых истончиков либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.