Графіка та анімація

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:
«ГРАФІКА І АНІМАЦІЯ»
Виконала: учениця 10 класу
Новікова Валентина Олексіївна.
Керівник: вчитель інформатики
Якубова Алла Сергіївна.
С. Антонівка, 2010р.

ЗМІСТ
Введення
Глава 1. Комп'ютерна графіка
Глава 2. Комп'ютерна анімація
Висновок
Список використаних джерел

ВСТУП
Я вибрала цю тему, тому що мені цікаво працювати з комп'ютерною графікою й анімацією. Створювати нові проекти, редагувати вже створені з урахуванням нових технологій і можливостей.
На сьогоднішній день комп'ютерна графіка і анімація міцно увійшли в наше життя. З'являється все більше кліпів, зроблених за допомогою них.
Саме поняття "комп'ютерна графіка" вже досить відомо - це створення малюнків і креслень за допомогою комп'ютера. А ось комп'ютерна анімація - це дещо більш широке явище, що поєднує комп'ютерний малюнок (або моделювання) з рухом. Взагалі ж "анімацією" освічений світ називає той чарівний вид мистецтва, який у нас в Росії зветься мультиплікацією. "Animate" - по-англійськи і по-французьки означає "оживляти", "надихати". "Animation" - це пожвавлення або наснагу. До речі, слово "реанімація" - того ж походження: "ре" "повторний", "анімація" - "пожвавлення". Справа в тому, що звичне слово "мультиплікація" - від англійського "multiplication" (множення), зовсім не відображає ні краса, ні технологію мультфільмів. Отже, комп'ютерна анімація - це анімація, створена за допомогою комп'ютера.
Однак багато хто думає, що комп'ютерна графіка - це в першу чергу ігри з віртуальною реальністю і рекламні ролики, а "потрібність" і "корисність" як того, так і іншого очевидна далеко не всім. Між тим, комп'ютерна графіка - це наука. Хто не згоден з цим, погодиться хоча б, що це інструмент. Сам по собі інструмент не може бути ні добре, ні погано, ні шкідливий, ні корисний, ні навіть даремний. Все залежить від конкретних програм. Виникла ще в 1950-х роках комп'ютерна графіка деякий час існувала саме як "чиста наука", що не мала конкретних практичних застосувань. Графіку того часу називали "ліками від невідомої хвороби", "рішенням в пошуках проблеми". В даний час під комп'ютерною графікою розуміють автоматизацію процесів підготовки, перетворення, зберігання і відтворення графічної інформації за допомогою комп'ютера. Під графічною інформацією розуміються моделі об'єктів і їх зображення. Інтерактивна комп'ютерна графіка - це так само використання комп'ютерів для підготовки і відтворення зображень, але при цьому користувач має можливість оперативно вносити зміни в зображення безпосередньо в процесі його відтворення, тобто передбачається можливість роботи з графікою в режимі діалогу в реальному масштабі часу. Інтерактивна графіка являє собою важливий розділ комп'ютерної графіки, коли користувач має можливість динамічно керувати вмістом зображення, його формою, розміром і кольором на поверхні дисплея за допомогою інтерактивних пристроїв управління.
Під визначення "комп'ютерна анімація" підходять різні технології. Комп'ютерна анімація може бути двомірної і тривимірної, існує і комп'ютерна перекладання. Спочатку художники-аніматори сприймали комп'ютер просто як помічника, який позбавить їх від найтяжчої і нудної роботи, але з часом з'ясувалося, що його можливості куди багатший: він дозволяє імітувати будь-яку техніку, будь-які матеріали, будь-який стиль. Однак навіть найдосконаліший комп'ютер залишається всього лише інструментом. Багато хто вважає, що майбутнє - за комп'ютерними технологіями, і все ж те, яким вийде фільм, залежить тільки від сидить за комп'ютером людини.

РОЗДІЛ 1.
Комп'ютерна графіка
Комп'ютерна графіка - це область інформатики, що займається проблемами отримання різних зображень (малюнків, креслень, мультиплікації) на комп'ютері. Робота з комп'ютерною графікою - одне з найпопулярніших напрямків використання персонального комп'ютера, причому займаються цією роботою не тільки професійні художники і дизайнери. На будь-якому підприємстві час від часу виникає необхідність в подачі рекламних оголошень в газети і журнали, у випуску рекламної листівки або буклету. Необхідність широкого використання графічних програмних засобів стала особливо відчутною в зв'язку з розвитком Інтернету і, в першу чергу, завдяки служби World Wide Web, що зв'язала в єдину "павутину" мільйони "домашніх сторінок". У сторінки, оформленої без комп'ютерної графіки мало шансів залучити до себе масову увагу. Область застосування комп'ютерної графіки не обмежується одними художніми ефектами. У всіх галузях науки, техніки, медицини, у комерційній та управлінській діяльності використовуються побудовані за допомогою комп'ютера схеми, графіки, діаграми, призначені для наочного відображення різноманітної інформації. Конструктори, розробляючи нові моделі автомобілів і літаків, використовують тривимірні графічні об'єкти, щоб представити остаточний вигляд виробу. Архітектори створюють на екрані монітора об'ємне зображення будівлі, і це дозволяє їм побачити, як воно впишеться в ландшафт.
Види комп'ютерної графіки.
Розрізняють три види комп'ютерної графіки. Це растрова графіка, векторна графіка і фрактальна графіка. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітора або при друці на папері. У растровій графіці зображення представляється у вигляді набору забарвлених точок. Такий метод представлення зображення називають растровим. Растрову графіку застосовують при розробці електронних (мультимедійних) і поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Найчастіше для цієї мети використовують скановані ілюстрації, підготовлені художниками, або фотографії. Останнім часом для введення растрових зображень в комп'ютер знайшли широке застосування цифрові фото-і відеокамери. Більшість графічних редакторів, призначених для роботи з растровими ілюстраціями, орієнтовані не стільки на створення зображень, скільки на їх обробку. В Інтернеті поки застосовуються тільки растрові ілюстрації. Векторний метод - це метод подання зображення у вигляді сукупності відрізків і дуг і т. д. У даному випадку вектор - це набір даних, що характеризують який-небудь об'єкт. Програмні засоби для роботи з векторною графікою призначені в першу чергу для створення ілюстрацій і в меншій мірі для їх обробки. Такі засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях і видавництвах. Оформлювальні роботи, засновані на застосуванні шрифтів і найпростіших геометричних елементів, вирішуються засобами векторної графіки набагато простіше.
Порівняння растрової та векторної графіки.
Спосіб представлення зображення:
- Растрове зображення будується з безлічі пікселів.
- Векторне зображення описується у вигляді послідовності команд.
Подання об'єктів реального світу:
- Растрові малюнки ефективно використовуються для представлення реальних образів.
- Векторна графіка не дозволяє одержувати зображення фотографічної якості.
Якість редагування зображення:
- При масштабуванні і обертанні растрових картинок виникають спотворення.
- Векторні зображення можуть бути легко перетворені без втрати якості.
Особливості друку зображення:
- Растрові малюнки можуть бути легко надруковані на принтерах.
- Векторні малюнки іноді не друкуються або виглядають на папері не так, як хотілося б.
Фрактальна графіка.
Програмні засоби для роботи з графікою фрактальної призначені для автоматичної генерації зображень шляхом математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції полягає не в малюванні або оформленні, а в програмуванні. Фрактальна графіка, як і векторна - обчислюється, але відрізняється від неї тим, що ніякі об'єкти в пам'яті комп'ютера не зберігаються. Зображення будується за рівнянням (або по системі рівнянь), тому нічого, крім формули, зберігати не треба. Змінивши коефіцієнти у рівнянні, можна отримати зовсім іншу картину. Здатність фрактальної графіки моделювати образи живої природи обчислювальним шляхом часто використовують для автоматичної генерації незвичних ілюстрацій.
Області застосування комп'ютерної графіки.
Наукова графіка. Сучасна наукова комп'ютерна графіка дає можливість проводити обчислювальні експерименти з наочним представленням їх результатів.
Ділова графіка - Область комп'ютерної графіки, призначена для наочного представлення різних показників роботи установ. Планові показники, звітна документація, статистичні зведення - ось об'єкти, для яких за допомогою ділової графіки створюються ілюстративні матеріали. Програмні засоби ділової графіки включаються до складу електронних таблиць.
Конструкторська графіка використовується в роботі інженерів-конструкторів, архітекторів, винахідників нової техніки. Цей вид комп'ютерної графіки є обов'язковим елементом САПР (систем автоматизації проектування). Засобами конструкторської графіки можна отримувати як плоскі зображення (проекції, перетину), так і просторові тривимірні зображення.
Ілюстративна графіка - це довільне малювання і креслення на екрані комп'ютера. Пакети ілюстративної графіки відносяться до прикладного програмного забезпечення загального призначення. Найпростіші програмні засоби ілюстративної графіки називаються графічними редакторами.
Художня і рекламна графіка - що стала популярною багато в чому завдяки телебаченню. За допомогою комп'ютера створюють рекламні ролики, мультфільми, комп'ютерні ігри, відеоуроки, відеопрезентації. Графічні пакети для цих цілей вимагають великих ресурсів комп'ютера за швидкодією і пам'яті. Відмінною особливістю цих графічних пакетів є можливість створення реалістичних зображень і "рухомих картинок". Отримання малюнків тривимірних об'єктів, їх повороти, наближення, видалення, деформації пов'язано з великим обсягом обчислень. Передача освітленості об'єкта в залежності від положення джерела світла, від розташування тіней, від фактури поверхні, потребує розрахунків, що враховують закони оптики.
Комп'ютерна 3D графіка.
Серед програмних комплексів тривимірної графіки, призначених для роботи на комп'ютерах типу PC, лідируюче місце займає 3D Studio MAX2.
Загальне уявлення про 3D. У самій назві розглянутій області - "тривимірна графіка" закладено вказівку на те, що нам доведеться мати справу з трьома просторовими вимірами: шириною, висотою і глибиною. Якщо поглянути навколо: все, що нас оточує, має трьома вимірами
- Стіл, стілець, житлові будинки, промислові корпуси та навіть тіла людей. Проте термін "тривимірна графіка" все ж таки є спотворенням істини. На ділі тривимірна комп'ютерна графіка має справу лише з двовимірними проекціями об'єктів уявного тривимірного світу.
Щоб проілюструвати сказане, можна уявити оператора з відеокамерою, за допомогою якої він знімає об'єкти, розташовані в кімнаті. Коли під час зйомок він переміщається по кімнаті, то в об'єктив потрапляють різні тривимірні об'єкти, але при відтворенні знятої відеозапису на екрані телевізора буде видно лише плоскі двомірні зображення, що представляють собою відображені образи знятих кілька хвилин тому тривимірних об'єктів. Сцена на екрані виглядає цілком реально завдяки наявності джерел світла, природного забарвлення всіх об'єктів і присутності тіней, які надають зображенню глибину і які його візуально правдоподібними, хоча воно і залишається всього лише двовимірним чином.
У комп'ютерній графіці об'єкти існують лише в пам'яті комп'ютера. Вони не мають фізичної форми - це не більше ніж сукупність математичних рівнянь і рух електронів в мікросхемах. Оскільки об'єкти, про які йде мова, не можуть існувати поза комп'ютера, єдиним способом побачити їх є додавання нових математичних рівнянь, що описують джерела світла і знімальні камери.
Використання програми для створення комп'ютерної графіки багато в чому схоже зі зйомкою за допомогою відеокамери кімнати, повної сконструйованих об'єктів. Програма дозволяє змоделювати кімнату і її вміст з використанням різноманітних базових об'єктів, таких як куби, сфери, циліндри та конуси, а також з використанням інструментів, необхідних для реалізації різноманітних методів створення більш складних об'єктів.
У деяких програмах (наприклад 3D Studio MAX2), після того як моделі всіх об'єктів створено і належним чином розміщені у складі сцени, можна вибрати з бібліотеки будь-які готові матеріали, такі як пластик, дерево, камінь і т.д. і застосувати ці матеріали до об'єктів сцени. Можна створити і власні матеріали, користуючись засобами редактора матеріалів, за допомогою яких можна керувати кольором, Глянець, прозорістю і навіть застосовувати скановані фотографії або намальовані зображення, щоб поверхня об'єкта виглядала так, як це було задумано.
Застосувавши до об'єктів матеріали, необхідно створити уявні знімальні камери, через об'єктиви яких буде спостерігатися віртуальний тривимірний світ, і вироблятися зйомка наповнюють його об'єктів. За рахунок налаштування параметрів віртуальних камер можна отримати ширококутну панораму сцени чи укрупнити план зйомки, щоб зосередити свою увагу на окремих дрібних деталях. Щоб зробити сцену ще більш реалістичною, можна додати до її складу джерела світла.
3D об'єкти. Якщо з'єднати дві точки в кіберпросторі, то буде створено лінію (line). Наприклад, з'єднуючи точки (0, 0, 0) і (5; 5; 0) виходить лінія. Якщо продовжити цю лінію, з'єднавши її кінець з точкою (9; 3; 0) то вийти полігінія (poliline), тобто лінія, яка складається з декількох сегментів. Якщо з'єднати останню крапку з першою, то вийти замкнута форма (closed shape), тобто форма, у якої є внутрішня і зовнішня області. Намальована форма являє собою простий тристоронній багатокутник (polygon), званий також гранню (face), і складає основу об'єктів, що створюються у віртуальному тривимірному просторі. У багатогранника є наступні базові елементи: вершина, ребро, грань. Вершина (vertex) - це точка, в якій з'єднується будь-яку кількість ліній. Грань (face) - це фрагмент простору, обмежений ребрами багатокутника. Ребро (edge) - це лінія, що формує кордон грані.

РОЗДІЛ 2.
Комп'ютерна анімація
Комп'ютерна анімація - це отримання рухомих зображень на екрані дисплея. Художник створює на екрані малюнки початкового і кінцевого положення рухомих об'єктів, всі проміжні стану розраховує і зображує комп'ютер, виконуючи розрахунки, що спираються на математичний опис даного виду руху. Отримані малюнки, що виводяться послідовно на екран з певною частотою, створюють ілюзію руху. Мультимедіа - це об'єднання високоякісного зображення на екрані комп'ютера зі звуковим супроводом. Найбільшого поширення системи мультимедіа отримали в галузі навчання, реклами, розваг.
Для того, щоб мальований або об'ємний персонаж на екрані ожив, його рух розбивають на окремі фази, а потім знімають на кіноплівку. Якщо уважно подивитися на відзняту плівку, видно, що в кожному кадрі положення персонажа трохи відрізняється від попереднього і наступного кадру, це і створює при проекції на екран ілюзію руху, засновану на здатності сітківки людського ока утримувати зображення протягом деякого часу, поки на нього не накладається таке зображення.
Почавши в минулому з театру тіней і «світлових пантомім», це мистецтво пройшло багатовіковий шлях розвитку спочатку до мультиплікації, а потім до складної комп'ютерної анімації. Західні 3D мультики подобаються юним глядачам за формою і викликають обурення батьків по мізерного духовному змісту. З точки зору виконання нові серії мультфільмів російських студій не поступаються західним аналогам. При цьому сюжет їх вчить добру, любові, турботі про ближнього, тобто зроблений з душею - саме такий повинні бути історії в сучасній анімації і анімаційних фільмах. А адже саме душа робить з простій картинки живу, і тільки так з'являється справжня анімація.
Комп'ютерна анімація - вид анімації, створюваний за допомогою комп'ютера. На сьогодні вона отримала широке застосування як у сфері розваг, так і у виробничій, науковій та діловій сферах. Будучи похідною від комп'ютерної графіки, анімація успадковує ті ж способи створення зображень: векторна графіка, растрова графіка, фрактальна графіка, тривимірна графіка (3D).
За принципом анімації можна виділити кілька видів комп'ютерної анімації:

Анімація по ключовим кадрам. Розстановка ключових кадрів проводиться аніматором. Проміжні ж кадри генерує спеціальна програма. Цей спосіб найбільш близький до традиційної мальованої анімації, тільки роль фазовщіка бере на себе комп'ютер, а не людина.

Запис руху. Дані анімації записуються спеціальним обладнанням з реально рухаються об'єктів і переносяться на їх імітацію в комп'ютері. Поширений приклад такої техніки - Motion capture (захоплення рухів). Актори в спеціальних костюмах з датчиками здійснюють руху, які записуються камерами і аналізується спеціальним програмним забезпеченням. Підсумкові дані про переміщення суглобів і кінцівок акторів застосовують до тривимірним скелетам віртуальних персонажів, ніж домагаються високого рівня достовірності їх руху.

Такий же метод використовують для перенесення міміки живого актора на його тривимірний аналог у комп'ютері. Процедурна анімація повністю або частково розраховується комп'ютером. Сюди можна включити наступні її види: симуляція фізичної взаємодії твердих тіл; імітація руху систем частинок, рідин і газів; імітація взаємодії м'яких тіл (тканини, волосся); розрахунок руху ієрархічної структури зв'язків (скелета персонажа) під зовнішнім впливом; імітація автономного (самостійного) руху персонажа.

Програми для створення анімації за допомогою цифрового фотоапарата. Сьогодні програмне забезпечення, що дозволяє задіяти цифровий фотоапарат для зйомки анімації, застосовується також часто, як і що стали звичними 3D-або 2D-пакети. Будь-яка програма такого типу забезпечує управління цифровим фотоапаратом через комп'ютер і роботу з отриманими кадрами.

Зберігання. Комп'ютерна анімація може зберігатися в універсальних графічних файлах (наприклад, у форматі GIF) у вигляді набору незалежних зображень, або в спеціалізованих файлах відповідних пакетів анімації (3ds Max, Blender, Maya і т. п.) у вигляді текстур і окремих елементів, або у форматах, призначених для перегляду (FLIC (англ.)) і застосування в іграх (Bink). Також, анімація може зберігатися у форматах, призначених для зберігання відео (наприклад, MPEG-4).

Застосування. Комп'ютерна анімація (послідовний показ слайд-шоу із заздалегідь підготовлених графічних файлів, а також комп'ютерна імітація руху за допомогою зміни і перемальовування форми об'єктів або показу послідовних зображень з фазами руху, підготовлених заздалегідь або породжуваних під час анімації) може застосовуватися в комп'ютерних іграх, мультимедійних додатках (наприклад, енциклопедіях), а також для «оживлення» окремих елементів оформлення, наприклад, веб-сторінок і реклами (анімовані банери). На веб-сторінках анімація може формуватися засобами стилів (CSS) і скриптів (JavaScript) або модулями, створеними за допомогою технології Flash або її аналогів (флеш-анімація).

ВИСНОВОК
Розвиток мистецтва в не меншій мірі, ніж політичні жести, описує репутацію країни у світі. Мільйони людей, погано розбираються в політиці, формують уявлення про чужих державах конкретно завдяки культурі. Америка і Франція, Англія і Німеччина мають стиль могутніх держав не тільки завдяки їх ролі у світовому політичному процесі, але і завдяки книгам і фільмам, оперним та театральних постановок, які здійснюються в цих країнах. І, природно, завдяки мультфільмів, оскільки в комп'ютерній графіці та анімації збираються всі мистецтва: живопис, музика, література, театр (мистецтво одухотворення часто порівнюють з акторською грою), танець (а відмінна пластика руху в кадрі часто нагадує про балет). У підсумку розвиток державної мультиплікації - мистецтва складного, синтетичного та високотехнологічного, як ніщо інше є показником культурного рівня тієї або іншої країни, свідченням щедрості уряду по відношенню до свого народу і до його культурним традиціям. Розвиток державної комп'ютерної графіки та анімації - це не тільки знак забезпеченого минулого країни, а й «розгін» для гарного майбутнього. У сьогоднішні дні статус мультиплікації змінюється, і багато говориться про те, що перебувала тривалий час як би на полях кінематографа зараз комп'ютерна графіка і анімація починає претендувати на центральне в ньому місце.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. "Інформатика та ІКТ. 10-11", Н.Д. Угринович, Москва, 2006 р.
2. www.informic.narod.ru
3. www.infoschool.narod.ru
4. www.klyaksa.ru
5. www.problems.ru
6. www.it-n.ru
7. www.allbest.ru
8. www.alleng.ru
9. www.orakul.spb.ru
10. www.markbook.chat.ru
11. ru.wikipedia.org