Компьютерная графика на ПК

Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования ПК. Сферы применения машинной графики Компьютерное моделирование САПР (системы автоматизированного проектирования) Компьютерные игры Обучающие программы Реклама и дизайн Мультимедиа презентации Internet Виды компьютерной графики Различают всего три вида компьютерной графики. Это растровая, векторная и фрактальная. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Каждый вид используется в определенной области.

Растровую графику применяют при разработке мультимедийных проектов.

Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, чаще создаются с помощью сканера, а затем обрабатываются специальными программами - графическими редакторами.

Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены для создания иллюстраций на основе простейших геометрических элементов. В основном применение векторной графики - это оформительские работы.

Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании а скорее в программировании.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов.

Применение - заставки на ТВ. Растровая графика.

Основной элемент изображения - точка. Точка на экране называется 'пиксел' С размером изображения связано его разрешение.

Единица измерения разрешения 'dpi' - dots per inch - точек на дюйм.

Пример: У монитора с диагональю 15' размер изображения на экране составляет 21?28 см. Зная, что в 1 дюйме 25,4 мм, можно рассчитать, что при работе монитора в режиме 800?600 разрешении экранного изображения =75dpi. При печати требуется разрешение 200-300 dpi.Стандартный фотоснимок размером 10?15 см должен содержать 1000 ?1500 пикселов.=1,5млн. точек, а если на кодирование каждой точки используем 3 байта, то для хранения фото потребуется более 4мб.

Недостатки растровой графики. 1. Большие объемы данных требуют высоких технических характеристик ПК. Память 128мб и выше, высокопроизводительный процессор - для обработки, и большой винчестер для хранения. 2. Невозможность увеличения для рассмотрения деталей. (пикселизация) Векторная графика.

Основной элемент изображения - линия. Линия представлена в памяти ПК несколькими параметрами и в этом виде занимает гораздо меньше места, чем растровая линия состоящая из точек, для каждой из которых требуется ячейка памяти. Линия - элементарный объект векторной графики. Любой сложный объект можно разложить на линии, прямые или кривые.

Поэтому часто векторную графику называют объектно-ориентированной.

Свойства линии ? Форма ? Толщина ? Цвет ? Стиль (пунктир, сплошная) Замкнутые линии имеют свойство заполнения - цветом, текстурой, узором и т.п.

Каждая незамкнутая линия имеет 2 вершины, называемые узлами. С помощью узлов можно соединять линии между собой. В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур.

Пример. Кривые второго порядка (эллипсы, параболы, гиперболы) представляются в памяти 5-ю параметрами. Так как общая формула линии 2-го порядка: x 2 + a 1 y 2 + a 2 xy + a 3 x + a 4 y + a 5 =0. Для кодирования кривой 3-го порядка используют 11 параметров. В векторных редакторах применяют частный случай кривых 3-го порядка - Кривые Безье (8 параметров). К концам линии проведены касательные, при помощи которых линию изгибают.

Векторные изображения требуют меньшего объема памяти при их хранении, чем растровые, и могут масштабироваться без потери качества.

Фрактальная графика.

Пример: Фрактальный треугольник.

Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур.

Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы.(снежинка, ветка папоротника) Способность фрактальной графики моделировать образы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Цветовое разрешение и цветовые модели.

Цветовое разрешение (глубина цвета) - определяет метод кодирования цветовой информации и от него зависит, сколько цветов на экране может отображаться одновременно.

Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью.

Цветовая модель RGB R RED красный G GREEN зеленый B BLUE синий В этой модели работают мониторы и телевизоры.

Поэтому когда изображение проходит обработку в графическом редакторе его следует представить в этой модели. Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонент - аддитивный. Он применяется всюду где изображение рассматривается в проходящем свете (мониторы, слайд-проекторы). Чем меньше яркость, тем темнее оттенок: (0,0,0) - черный цвет (255,255,255)- белый цвет Цветовая модель CMYK Эта модель используется для подготовки печатных изображений. Эти изображения видят не в проходящем а в отраженном свете.

Поэтому для подготовки печатных изображений используется субтрактивная (вычитающая) модель.

Цветовыми компонентами являются те цвета, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого.

Голубой (Cyan)=БЕЛЫЙ-КРАСНЫЙ=ЗЕЛЕНЫЙ+СИНИЙ Пурпурный (Magenta)= БЕЛЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ=КРАСНЫЙ+СИНИЙ Желтый (Yellow)= БЕЛЫЙ-СИНИЙ=КРАСНЫЙ+ЗЕЛЕНЫЙ При смешении трех дополнительных цветов получается неопределенный темный цвет.

Поэтому в этой модели понадобился дополнительный компонент - ЧЕРНЫЙ (blacK). Цветоделение. В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов.

Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный оттенки, получают полноцветную иллюстрацию.

Поэтому готовое изображение, полученное на компьютере, перед печатью разделяют на 4 составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называют цветоделением. ПО для создания, просмотра и обработки графической информации Для того, чтобы успешно справиться с обработкой графической информации на компьютере, используя мышь, создано множество специальных программ. Они делятся на несколько групп: Графические редакторы.

Незаменимы, когда требуется нарисовать или подправить картинку.

Программы корректировки и преобразования фотографий. С их помощью можно добавить фотографии яркость или контрастность, отретушировать ее, создать те или иные эффекты (например, добиться иллюзии, что изображение находится на шаре или отчеканено на металле - и т.п.) Программы создания графиков и диаграмм по имеющимся числовым данным.

Программы, с помощью которых текст и иллюстрации объединяются в книгу, журнал, брошюру или газету. Их еще называют программами компьютерной вёрстки.

Программы создания слайд-фильмов и мультфильмов.

Графические возможности текстовых процессоров Большинство текстовых процессоров имеют разнообразные возможности по управлению графическими изображениями (не для всех): --- импорт графики (вставить рисунок) --- вклеивание графики (через буфер обмена) --- связывание графики (диаграммы, связанные данными в таблице с помощью программы Chart) --- размещение графики на странице текстового процессора (орбамление текстом) --- водяные знаки --- слои --- изменение размера графики --- вырезание графики --- экспорт графики Растровые редакторы К редакторам обработки растровой графики относятся Adobe Photoshop, Corel Photo Paint Основное назначение растрового редактора. В ретуши готовых изображений В монтаже композиций из отдельных фрагментов, взятых из различных изображений В применении специальных эффектов, называемых фильтрами Основные технические операции при работе с изображениями: ? Изменение динамического диапазона (управление яркостью и контрастностью изображения) ? Повышение четкости изображения ? Цветовая коррекция (изменение яркости и контрастности в каналах красной, зеленой и синей составляющей цвета) ? Отмывка (изменение яркости отдельных фрагментов) ? Растушевка (сглаживание перехода между границами отдельных фрагментов) ? Обтравка ('вырезание' отдельных фрагментов из общей композиции) ? Набивка (восстановление утраченных элементов изображения путем копирования фрагментов с сохранившихся участков) ? Монтаж (компоновка изображения из фрагментов, скопированных из других изображений или импортированных из других редакторов) Векторные редакторы Векторные редакторы применяют для создания графических изображений высокой четкости и точности: чертежей, схем, диаграмм, фигурных заголовков, фирменных логотипов и стилей. С их помощью также создают штриховые рисунки.

Основные редакторы векторной графики: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDraw. Все эти редакторы работают с одними и теми же объектами векторной графики, основаны на одних и тех же принципах, имеют схожие инструменты, и, соответственно, приемы создания векторных изображений в этих редакторах удивительно похожи. Для работы с изображением каждый векторный редактор имеет панель инструментов и другие элементы управления.

Инструменты панели управления служат для простейших операций с контурами.

Прочие элементы управления сосредоточены в строке меню и специальных диалоговых окнах. В векторном редакторе Adobe Illustrator, например, эти диалоговые окна называют палитрами.

Векторное изображение можно строить вручную путем создания и объединения простейших контуров, либо получать путем трассировки (векторизации) растровых изображений Текстовые объекты в векторных редакторах рассматриваются как объекты особой породы.

Векторные редакторы позволяют создавать новые конструкции символов с помощью инструментов для работы с контурами Перед использованием векторного изображения очень часто выполняется операция перевода векторного изображения в растровое. Такая операция называется растрированием изображения.

Программы САПР Программы САПР (системы автоматизированного проектирования) предназначены для высокоточного проектирования.

Существуют программы САПР высокого уровня и дружественные программы, разработанные для домашнего и делового применения пользователями, занимающихся специфическим моделированием или конструированием для собственных нужд.

Программы САПР используются для детальной разработки предметов реального мира: зданий, автомобилей, частей механизмов и т.п.

Наипопулярнейшая программа из широко используемых программ САПР высокого уровня AutoCAD фирмы Autodesk. Программа доступна в DOS, Windows, Macintosh. AutoCAD - очень мощная и гибкая система с большим количеством разнообразных высококачественных функций. AutoCAD для Window (AutoCAD LT) более дружественна пользователю.

Подборка графических редакторов Графические редакторы подбираются в зависимости от целей и объемов вашей работы с изображениями: Самым популярным векторным графическим редактором для дизайна является Corel Draw; Самым популярным графическим редактором для технического черчения является AutoCAD; Самым популярным графическим редактором для строительного черчения является ArchiCAD; Самым популярным графическим редактором для 3D моделирования и анимации 3D Studio Max; Самым популярным графическим редактором для обработки художественных фотографий является Adobe Photoshop; Самым популярным графическим редактором для обработки обычных фотографий является Adobe Photodeluxe Форматы графических файлов.

Программы просмотра. В настоящее время существует множество различных форматов хранения графической информации.

Условно можно разделить все форматы на три группы графические метафайлы (метафайл обычно разрабатывается как составная часть какой либо графической системы, например *.wmf в Windows) растровые графические файлы векторные графические файлы Некоторые форматы графических файлов