Особливості комп`ютерної графіки

• Комп'ютерне моделювання

• САПР (системи автоматизованого проектування)

• Комп'ютерні ігри

• Навчальні програми

• Реклама і дизайн

• Мультимедіа презентації

• Internet

Види комп'ютерної графіки

Розрізняють всього три види комп'ютерної графіки. Це растрова, векторна і фрактальна. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітора або при друці на папері. Кожен вид використовується у певній галузі. Растрову графіку застосовують при розробці мультимедійних проектів. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, частіше створюються за допомогою сканера, а потім обробляються спеціальними програмами - графічними редакторами. Програмні засоби для роботи з векторною графікою навпаки призначені для створення ілюстрацій на основі найпростіших геометричних елементів. В основному застосування векторної графіки - це оформлювальні роботи. Створення фрактальної художньої композиції полягає не в малюванні а скоріше в програмуванні. Програмні засоби для роботи з графікою фрактальної призначені для автоматичної генерації зображень шляхом математичних розрахунків. Застосування - заставки на ТБ.

Растрова графіка

Основний елемент зображення - крапка. Точка на екрані називається "піксель". З розміром зображення пов'язано його дозвіл. Одиниця вимірювання роздільної здатності "dpi" - dots per inch - точок на дюйм.

Приклад: У монітора з діагоналлю 15 "розмір зображення на екрані складає 21 '28 см. Знаючи, що в 1 дюймі 25,4 мм, можна розрахувати, що при роботі монітора в режимі 800' 600 вирішенні екранного зображення = 75 dpi.

При друку потрібен дозвіл 200-300 dpi. Стандартний фотознімок розміром 10 '15 см повинен містити 1000' 1500 пікселів .= 1,5 млн. точок, а якщо на кодування кожної точки використовуємо 3 байта, то для зберігання фото буде потрібно більше 4Мб.

Недоліки растрової графіки.

1. Великі обсяги даних вимагають високих технічних характеристик ПК. Пам'ять 128Мб і вище, високопродуктивний процесор - для обробки, і великий вінчестер для зберігання.

2. Неможливість збільшення для розгляду деталей. (Пікселізация)

Векторна графіка

Основний елемент зображення - лінія.

Лінія представлена ​​в пам'яті ПК кількома параметрами й у цьому виді займає набагато менше місця, ніж растрова лінія складається з точок, для кожної з яких потрібно комірка пам'яті.

Лінія - елементарний об'єкт векторної графіки. Будь-який складний об'єкт можна розкласти на лінії, прямі або криві. Тому часто векторну графіку називають об'єктно-орієнтованою.

Властивості лінії

• Форма

• Товщина

• Колір

• Стиль (пунктир, суцільна)

Замкнуті лінії мають властивість заповнення - кольором, текстурою, візерунком і т.п. Кожна незамкнута лінія має 2 вершини, звані вузлами. За допомогою вузлів можна з'єднувати лінії між собою.

В основі векторної графіки лежать математичні уявлення про властивості геометричних фігур.

Приклад. Криві другого порядку (еліпси, параболи, гіперболи) представляються у пам'яті 5-ю параметрами. Так як загальна формула лінії 2-го порядку:

x ² + a ₁ y ² + a ₂ xy + a ₃ x + a ₄ y + a ₅ = 0.

Для кодування кривої 3-го порядку використовують 11 параметрів. У векторних редакторах застосовують окремий випадок кривих 3-го порядку - Криві Безьє (8 параметрів). До кінців лінії проведені дотичні, за допомогою яких лінію згинають. Векторні зображення вимагають меншого обсягу пам'яті при їх зберіганні, чим растрові, і можуть масштабуватися без втрати якості.

Фрактальна графіка

Фрактальна графіка, як і векторна обчислюється, але відрізняється тим, що ніякі об'єкти в пам'яті не зберігаються. Зображення будується за рівнянням, або системі рівнянь, тому нічого крім формули зберігати не треба. Змінивши коефіцієнти можна отримати зовсім іншу картину.

Приклад: Фрактальний трикутник. Трикутники наступних поколінь успадковують властивості своїх батьківських структур.

Фрактальними властивостями володіють багато об'єктів живої та неживої природи. (Сніжинка, гілка папороті)

Здатність фрактальної графіки моделювати образи обчислювальним шляхом часто використовують для автоматичної генерації незвичних ілюстрацій.

Кольорове дозвіл і колірні моделі

Кольорове дозвіл (глибина кольору) - визначає метод кодування колірної інформації і від нього залежить, скільки квітів на екрані може відображатися одночасно.

Більшість колірних відтінків утворюється шляхом змішування основних кольорів. Спосіб поділу колірного відтінку на складові компоненти називається колірною моделлю.

Колірна модель RGB

RRED червоний

GGREEN зелений

BBLUE синій

У цій моделі працюють монітори і телевізори. Тому коли зображення проходить обробку в графічному редакторі його слід представити у цієї моделі. Метод отримання нового відтінку підсумовуванням яркостей складових компонент - адитивний. Він застосовується всюди де зображення розглядається в світлі (монітори, слайд-проектори). Чим менше яскравість, тим темніше відтінок:

(0,0,0) - чорний колір

(255,255,255) - білий колір

Колірна модель CMYK

Ця модель використовується для підготовки друкованих зображень. Ці зображення бачать не в прохідному а у відбитому світлі. Тому для підготовки друкованих зображень використовується субтрактивна (віднімаються) модель. Колірними компонентами є ті кольори, які виходять в результаті віднімання основних кольорів з білого.

Блакитний (Cyan) = БІЛИЙ-ЧЕРВОНИЙ = ЗЕЛЕНИЙ + СИНІЙ

Пурпуровий (Magenta) = БІЛИЙ-ЗЕЛЕНИЙ = ЧЕРВОНИЙ + СИНІЙ

Жовтий (Yellow) = БІЛИЙ-СИНІЙ = ЧЕРВОНИЙ + ЗЕЛЕНИЙ

При змішуванні трьох додаткових кольорів виходить невизначений темний колір. Тому в цій моделі знадобився додатковий компонент - ЧОРНИЙ (blacK).

Кольороподіл

У друкарнях кольорові зображення друкують у декілька прийомів. Накладаючи на папір по черзі блакитний, пурпурний, жовтий і чорний відтінки, отримують повнокольоровий ілюстрацію. Тому готове зображення, отримане на комп'ютері, перед друком розділяють на 4 складових одноколірних зображення. Цей процес називають квіткоділенням.

Програми для створення, перегляду і обробки графічної інформації

Для того, щоб успішно впоратися з обробкою графічної інформації на комп'ютері, використовуючи мишу, створено безліч спеціальних програм. Вони діляться на кілька груп:

Графічні редактори. Незамінні, коли потрібно намалювати або підправити картинку.

Програми коригування та перетворення фотографій. З їх допомогою можна додати фотографії яскравість або контрастність, відретушувати її, створити ті чи інші ефекти (наприклад, домогтися ілюзії, що зображення знаходиться на кулі або викарбувано на металі - і т.п.)

Програми створення графіків і діаграм за наявними числовим даними.

Програми, за допомогою яких текст і ілюстрації об'єднуються в книгу, журнал, брошуру чи газету. Їх ще називають програмами комп'ютерної верстки.

Програми створення слайд-фільмів і мультфільмів.

Графічні можливості текстових процесорів

Більшість текстових процесорів мають різноманітні можливості з управління графічними зображеннями (не для всіх):

--- Імпорт графіки (вставити малюнок)

--- Вклеювання графіки (через буфер обміну)

--- Зв'язування графіки (діаграми, пов'язані даними в таблиці за допомогою програми Chart)

--- Розміщення графіки на сторінці текстового процесора (орбамленіе текстом)

--- Водяні знаки

--- Шари

--- Зміна розміру графіки

--- Вирізання графіки

--- Експорт графіки

Растрові редактори

До редакторам обробки растрової графіки відносяться Adobe Photoshop, Corel Photo Paint

Основне призначення растрового редактора.

• У ретуші готових зображень

• У монтажі композицій з окремих фрагментів, взятих з різних зображень

• У застосуванні спеціальних ефектів, званих фільтрами

• Основні технічні операції при роботі з зображеннями:

•  Зміна динамічного діапазону (управління яскравістю і контрастністю зображення)

•  Підвищення чіткості зображення

•  Колірна корекція (зміна яскравості і контрастності в каналах червоної, зеленої та синьої складової кольору)

•  Відмивання (зміна яскравості окремих фрагментів)

•  Розтушовування (згладжування переходу між кордонами окремих фрагментів)

•  відсікання ("вирізування" окремих фрагментів із загальної композиції)

•  Набивання (відновлення втрачених елементів зображення шляхом копіювання фрагментів з збережених ділянок)

•  Монтаж (компонування зображення з фрагментів, скопійованих з інших зображень або імпортованих з інших редакторів)

Векторні редактори

• Векторні редактори застосовують для створення графічних зображень високої чіткості і точності: креслень, схем, діаграм, фігурних заголовків, фірмових логотипів і стилів. З їх допомогою також створюють штрихові малюнки.

• Основні редактори векторної графіки: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw. Всі ці редактори працюють з одними і тими ж об'єктами векторної графіки, засновані на одних і тих же принципах, мають схожі інструменти, і, відповідно, прийоми створення векторних зображень в цих редакторах дивно схожі.

• Для роботи з зображенням кожен векторний редактор має панель інструментів та інші елементи управління.

• Інструменти панелі керування служать для найпростіших операцій з контурами.

• Інші елементи керування зосереджені в рядку меню і спеціальних діалогових вікнах. У векторному редакторі Adobe Illustrator, наприклад, ці діалогові вікна називають палітрами.

• Векторне зображення можна будувати вручну шляхом створення та об'єднання найпростіших контурів, або одержувати шляхом трасування (векторизации) растрових зображень

• Текстові об'єкти у векторних редакторах розглядаються як об'єкти особливої ​​породи.

• Векторні редактори дозволяють створювати нові конструкції символів за допомогою інструментів для роботи з контурами

• Перед використанням векторного зображення дуже часто виконується операція перекладу векторного зображення в растрове. Така операція називається раструванням зображення.

Програми САПР

Програми САПР (системи автоматизованого проектування) призначені для високоточного проектування. Існують програми САПР високого рівня і дружні програми, розроблені для домашнього і ділового використання користувачами, які займаються специфічним моделюванням або конструюванням для власних потреб.

Програми САПР використовуються для детальної розробки предметів реального світу: будівель, автомобілів, частин механізмів і т.п.

Наипопулярнейших програма з широко використовуваних програм САПР високого рівня AutoCAD фірми Autodesk. Програма доступна в DOS, Windows, Macintosh.

AutoCAD - дуже потужна і гнучка система з великою кількістю різноманітних високоякісних функцій.

AutoCAD для Window (AutoCAD LT) більш дружня користувачеві.

Добірка графічних редакторів

Графічні редактори підбираються в залежності від цілей та обсягів вашої роботи з зображеннями:

Самим популярним векторним графічним редактором для дизайну є Corel Draw;

Самим популярним графічним редактором для технічного креслення є AutoCAD;

Самим популярним графічним редактором для будівельного креслення є ArchiCAD;

Самим популярним графічним редактором для 3 D моделювання та анімації 3 D Studio Max;

Самим популярним графічним редактором для обробки художніх фотографій є Adobe Photoshop;

Самим популярним графічним редактором для оброблення звичайних фотографій є Adobe Photodeluxe

Формати графічних файлів. Програми перегляду

В даний час існує безліч різних форматів зберігання графічної інформації. Умовно можна розділити всі формати на три групи

• графічні метафайли (метафайл звичайно розробляється як складова частина будь-якої графічної системи, наприклад *. wmf в Windows)

• растрові графічні файли

• векторні графічні файли

Деякі формати графічних файлів

Деякі растрові формати можуть містять не тільки статичну графіку, але і динамічну (мультиплікацію). Це, наприклад, формат GIF, широко застосовується в internet.

Список використаної літератури

1. Http://tsv-22.narod.ru/1pc/ref/01/r01_26.html

2. Http://el-izdanie.narod.ru/gl1/2.htm

3. Http://flecks.narod.ru/lek_graf.htm

4. Http://www.lsninternet.ru/grafika/grafika-na-pk.html

5. Http://inf.1september.ru/1999/infvirt7/par14.htm