Что такое узел в компьютерной графике
Одна из проблем, возникающих при подготовке научного или учебного текста – это необходимость его сопровождения графическими иллюстрациями. Это могут быть фотографии и сканированные изображения, готовые рисунки из коллекций Microsoft Office, а также схемы и простейшие рисунки создаваемые самостоятельно. Для решения этой проблемы надо иметь общее представление о компьютерной графике и уметь работать с графическими редакторами, использовать графические объекты в текстовых и других документах. В ходе занятия надо освоить основные навыки работы с встроенным редактором векторной графики Microsoft Office и в файле Установка.doc создать рисунок установки для восстановления оксида железа(III).
Виды компьютерной графики. Векторная графика
Различают три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.
Фрактальная графика создается путем автоматической генерации изображений. 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.
В векторной графике основным элементом изображения является линия, которая задается в виде уравнения, а точнее говоря, в виде нескольких параметров уравнения линии. При изменении линий, изменении размеров изображения, меняются только численые значения параметров, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии. Поэтому величина файла векторной графики не зависит от размера изображения.
Векторное изображение, в отличие от растрового не имеет естественного размера и не характеризуются определенным разрешением. Для него может быть задан любой размер, при этом оно воспроизводятся с тем разрешением, которое доступно данному устройству вывода (монитору или принтеру) с максимальным для этого устройства качеством. (При сильном уменьшении размеров возможна потеря мелких деталей, при сильно увеличении - становятся заметны неточности в проведении линий).
Линия — это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Линии объединяются в более сложные объекты - Фигуры.
Линии, как и другие объекты, имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная пунктирная и т. п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнениям. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Более сложные линии могут иметь несколько узлов.
Поскольку свойство цвета задается не отдельным точкам, а целым линиям или фигурам, размер файла векторного изображения в меньшей степени зависит от цветового разрешения.
В отличие от растровой графики помещенная на рисунок линия, всегда доступна для редактирования, изменения ее параметров. Однако «стереть» часть линии или фигуры здесь нельзя, можно лишь замаскировать ненужные фрагменты, закрыть другой фигурой.
При всех преимуществах векторная графика, набор линий и фигур, не может отобразить все многообразие реальных объектов. Чем точнее мы будем пытаться это сделать, тем больше все более мелких линий нам придется использовать. А это приведет к сильному росту размера файла, т.е. потери всех преимуществ векторной графики. Поэтому векторная графика используется обычно для создания условных рисунков, схем, логотипов и т.п.
Для создания векторных изображений используются такие редакторы как Adobe Illustrator, CorelDraw. Простейшие векторные изображения можно создавать, используя встроенный редактор Microsoft Office.
Создание графических объектов в Microsoft Office
-
I Создайте новый документ для выполнения задания, установите нужную ориентацию страницы, сохраните документ в рабочую папку под именем “Установка”. Если панель инструментов рисования отсутствует, выведите ее на экран (меню Вид – Панели инструментов). Ознакомьтесь с содержимым панели.
Вставка и использование полотна
При вставке графического объекта в Microsoft Word вокруг него обычно отображается Полотно – область, в которой можно рисовать фигуры. С помощью полотна можно упорядочивать рисунки в документе, расположить вместе части рисунка, что является необходимым, если рисунок состоит из нескольких фигур. При изменении размеров полотна одновременно изменяются размеры всех фигур находящихся на нем.
Полотно имеет границу, которая отделяет рисунок от остальной части документа. По умолчанию граница и фон полотна не отображены, однако к полотну можно применять форматирование, как к любому графическому объекту. Можно уменьшать размер полотна таким образом, чтобы оно точно соответствовало графическим объектам. Кроме того, полотно и графические объекты можно разворачивать одновременно или по отдельности.
- Щелкните документ в том месте, где необходимо создать рисунок.
- Выберите команду меню Вставка - Рисунок, а затем — команду Создать рисунок. В документ вставляется Полотно.
Полотно не обязательный элемент. Если использовать полотно не требуется, можно перетащить графические объекты за пределы полотна, выделить полотно и удалить его.
-
I Вставьте полотно в документ "Установка". Установите его размеры на всю страницу, оставив поля. При желании задайте границу и фон полотна.
Линии и стрелки
Линия — это элементарный объект векторной графики. Линии характеризуются определенным набором свойств, могут быть замкнутые и незамкнутые, иметь два или большее число узлов. Стрелки это линии с особым изображением концевых узлов. Инструменты для рисования простейших прямых линий и стрелок представлены на панели инструментов Рисование. Кроме того в меню Автофигуры на панели инструментов есть раздел Линии, позволяющий выбрать инструмент для рисования кривых, ломаных и других сложных линий.
- Выберите необходимый инструмент на панели Рисование;
- Нажав левую кнопку мышки, проведите указателем в нужном направлении
Чтобы угол наклона линии был кратен 15 градусам, при выполнении описанных выше действий удерживайте нажатой клавишу SHIFT.
- Выберите инструмент Кривая или Полилиния в меню Автофигуры.
- щелкните начало, а затем перемещайте мышь, щелкая в тех местах, где следует разместить узлы кривой.
- Чтобы оставить кривую незамкнутой, дважды щелкните в последней точке. Для замыкания фигуры щелкните около ее начальной точки.
В чем преимущество замкнутой фигуры перед фигурой, нарисованной отдельными линиями? Замкнутую фигуру можно заполнить, "залить" определенным цветом, текстурой и т.п. Фигуру, нарисованную отдельными линиями, залить нельзя. В то же время можно залить незамкнутую кривую - программа при этом ограничит область по начальной и конечной точке кривой.
-
I В файле “Установка” нарисуйте произвольную замкнутую фигуру, которая будет изображать оксид железа(III), используя инструмент Полилиния, опробуйте также другие инструменты для рисования линий, изменения их формы.
Автофигуры. Добавление автофигуры.
- Выберите необходимый инструмент на панели Рисование или в меню Автофигуры.
- Для вставки фигуры стандартного размера щелкните документ и растяните фигуру до требуемого размера или проведите линию нужной длины.
Чтобы угол наклона линии был кратен 15 градусам, при выполнении описанных выше действий удерживайте нажатой клавишу SHIFT. Это же надо делать, чтобы нарисовать правильный круг, квадрат.
Любая автофигура может быть выделена щелчком мышки. Можно одновременно выделить несколько фигур, щелкая их мышкой при нажатой клавише Shift. Для выделения нескольких объектов можно щелкнуть стрелку Выбор объекта на панели инструментов и обвести их все этой стрелкой. Выделенная фигура окружена маркерами.
Для изменения размеров фигуры щелкните ее и перетаскивайте один из ее маркеров. Для сохранения пропорций фигуры во время перетаскивания удерживайте нажатой клавишу SHIFT. Если выделено несколько фигур, то они будут изменяться одновременно.
Желтый маркер используется для изменения формы автофигуры. Используйте маркер изменения формы для изменения наиболее выступающих деталей фигуры, например, для изменения размера указателя на стрелке. Для более точной установки размера и формы фигуры, увеличьте масштаб изображения (например до 200%).
Зеленый маркер используется для вращения формы автофигуры. Если он отсутствует, на панели инструментов Рисование нажмите кнопку Действия и выберите команду Повернуть/отразить - Свободное вращение. Этот же раздел меню Действия содержит также команды, позволяющие повернуть графический объект на 90 градусов, а также отразить объект относительно горизонтальной или вертикальной оси.
-
I В файле “Установка” нарисуйте автофигуры, необходимые для создания рисунка (заливка фигур рассмотрена ниже). Подгоните размеры фигур. Используя желтый маркер и вращение сделайте из автофигур “трапеция” лодочку для оксида. (Чтобы не рисовать много кружочков, используйте операцию копирования, выравнивать их будем позднее).
Форматирование автофигур.
Для фигур допускаются следующие действия: изменение размеров и цвета фигуры, вращение, отражение, а также комбинирование с другими фигурами для составления более сложных фигур. Предварительно нужно показать программе с какими фигурами мы хотим работать, выделить эти фигуры.
Для изменения параметров фигуры можно использовать меню Формат – Автофигура, контекстное меню или кнопки на панели Рисование.
Для изменения границ фигуры используется раздел Линии на вкладке Формат-Автофигуры-Цвета и линии. Здесь можно установить тип линии, ее толщину, цвет. Можно вообще отказаться от изображения линий, тогда автофигура будет отображаться только цветом заливки. Все эти операции можно проделать также используя соответствующие кнопки на панели инструментов Рисование.
Для изменения заполнения фигуры используется раздел Заливка на вкладке Формат-Автофигуры-Цвета и линии. Выбирая цвета заливки, можно не ограничиваться представленной палитрой и выбрать Другие цвета из полного спектра. Используя команду Способы заливки можно заполнить фигуру градиентными цветами, текстурами, узором (штриховкой), а также использовать для этой цели любое изображение, файл которого находится на компьютере. Заливку можно сделать полупрозрачной, а также вообще отказаться от нее, тогда автофигура будет отображаться только границами (если отказаться и от границ, и от заливки, фигура станет невидимой). Все операции с заливкой фигуры можно также делать, используя кнопку Заливка на панели инструментов Рисование.
-
I Установите необходимую заливку для автофигур, изображающих корпус печи (штриховка), пробки, оксид, генератор водорода.
Добавление текста к автофигурам.
Для добавления текста щелкните фигуру правой кнопкой мыши, выберите команду Добавить текст в контекстном меню, а затем введите необходимый текст. Этот текст становится частью фигуры, при перемещении фигуры он перемещается вместе с ней. Однако при вращении или отражении фигуры текст не вращается и не отражается вместе с ней. Повернуть текст на 90 градусов вправо или влево можно командой Направление текста в меню Формат. В отличие от растрового изображения, введенный текст остается доступным для последующего редактирования и форматирования обычными приемами. Для этого нужен лишь двойной щелчок на фигуре с текстом.
-
I Добавьте необходимый текст на фигуре, изображающей генератор водорода.
Выноски и Надписи
Выноски и Надписи - специальные автофигуры для размещения текста на изображении. Выноска при этом специальным указателем может быть связана с каким либо фрагментом рисунка, показывая его назначение.
- На панели инструментов Рисование нажмите кнопку Надпись.
- Нарисуйте в нужном месте документа рамку Надписи.
- Введите и отформатируйте нужный текст.
- При необходимости переместите надпись или измените размеры ее рамки.
Границы и заливку надписи можно менять обычными приемами. Часто бывает удобно сделать их невидимыми.
Способы размещения графических объектов. Сетка.
Для упорядоченного расположения элементов рисунка используется Сетка - невидимые линии, интервал между которыми задает шаг перемещения объекта. Для настройки сетки используется соответствующая команда меню Действия на панели инструментов Рисование. Открывающееся при этом окно позволяет задать шаг сетки, ее положение, сделать ее видимой и т.п. Иногда сетка мешает точному совмещению линий, размеров фигур. В этом случае можно отменить привязку к сетке.
Изменение порядка графических объектов
- Выделите объект, который следует переместить. Если объект скрыт, для его выделения нажимайте клавиши TAB или SHIFT+TAB.
- В меню Действия панели инструментов Рисование или в контестном меню выберите команду Порядок, а затем нужную команду изменения порядка, например: На передний план.
-
I Отрегулируйте порядок отдельных элементов рисунка, если в этом есть необходимость.
Группировка графических объектов
- Выделите объекты, которые следует объединить в группу.
- На панели инструментов Рисование нажмите кнопку Действия, а затем выберите команду Группировать.
-
I Сгруппируйте в один объект два прямоугольника, образующие корпус печи, во второй – все элементы реакционной трубки
Выравнивание и распределение графических объектов
Существует несколько способов автоматического выравнивания графических объектов. Например, несколько графических объектов можно выровнять по боковым, верхним или нижним краям либо серединам. Кроме того, графические объекты можно выравнивать относительно страницы (например, по верхнему или левому краю страницы).
В структурах данных состоящих из многих связанных между собой элементов, узел это концептуальная единица хранения данных несущая в себе также ссылки на связанные с ней элементы (узлы). Например в односвязных списках узлы содержат ячейку данных и одну добавочную ячейку содержащую ссылку на следующий узел. [1] В двусвязных списках узлы содержат ячейку данных и две ячейки со ссылками на предыдущий и последующий узел в списке. При использовании для реализации деревьев, узлы обычно содержат в себе ссылки на нижестоящие узлы, а также возможно родительскую и др. ссылки. [1] Узлы в графах обычно несут в себе произвольное количество ссылок на соседей, и т. д.
Содержание
Что же такое "вектор"?
Для понимания термина " вектор " стоит вспомнить школьный курс физики. Там, было понятия понятие точки и приложенной к ней силы. Точка - это то место , куда сила прикладывается. А приложенная в точке сила характеризуется ее величиной и направлением. В компьютерной графике две связанные между собой точки, к каждой из которых приложена какая-либо сила в каком-либо направлении, могут сформировать некую линию, которая по своей форме будет соответствовать исходным параметрам каждой из этих точек. Сказанное нами графически можно изобразить так, как показано на рис. 2.1.
Объектов и явлений, которые можно описать с помощью векторных величин , чрезвычайно много и не только в курсе физики, но и в нашей повседневной жизни. А что касайтся цифровой графики, то здесь любую сложную кривую можно разбить на маленькие отрезки, форму которых можно определить всего парой точек и дугой между ними.
Изображение, созданное в векторных программах, основывается на математических формулах, а не на координатах пикселов. Поэтому векторные файлы содержат наборы инструкций для построения геометрических объектов - линий, эллипсов, прямоугольников, многоугольников и дуг. В соответствии с этим основу векторных изображений составляют разнообразные линии или кривые, называемые векторами или, по-другому, контурами. Каждый контур представляет собой независимый объект , который можно редактировать: перемещать, масштабировать, изменять. В соответствии с этим векторную графику часто называют также объектно-ориентированной графикой.
А вот таким образом выглядят векторы в рабочем пространстве программы CorelDRAW ( рис. 2.2).
На этом фрагменте изображения легко увидеть отдельные точки (которые на языке этой программы называются "узлами") и линии, образованные векторами. Обратите внимание: на панели инструментов активизирован инструмент программы, предназначенный для работы с узлами и векторами. Называется он Shape Tool (Форма) 1 Здесь мы еще раз отметим, почему мы выбрали для изучения именно английскую, а не русскоязычную версию CorelDRAW. В оригинальной версии все инструменты названы однозначно. В локализованной версии один и тот же инструмент называется по-разному. Так, инструмент Shape Tool переводится как Фигуры, Произвольная фигура, Редактирование объекта и так далее. .
Итак, как видим, в векторном редакторе любой контур состоит из отдельных узлов и линий между ними. Умение работать с узлами является залогом успешного рисования объектов в CorelDRAW.
Текущее состояние
Научная работа
Компьютерная графика является также одной из областей научной деятельности. В области компьютерной графики защищаются диссертации, а также проводятся различные конференции:
-
, проводится в США , проводится в России , проводится в России , проводится в России
Узлы (Опорные точки)
Наряду с линией, другим основным элементом векторной графики является узел (опорная точка). Линии и узлы используются для построения контуров (векторов), которые могут быть представлены в виде прямой , кривой или формы. Каждый контур имеет несколько узлов. В векторных редакторах форму контура изменяют путем манипуляции узлами. Это можно сделать одним из следующих способов:
- перемещением узлов;
- изменением свойств узлов (атрибутов связанных с ними касательных линий и управляющих точек);
- добавлением или удалением узлов.
Таким образом, в основе всех процедур, связанных с редактированием (отчасти и созданием) любого типа контуров, лежит работа с узлами.
Полезное
CGI графика
Примечания
- ↑ 12Cormen, Leiserson, Rivest, and Stein. Introduction to Algorithms. — 2nd edition. — The MIT Press, 2001. — ISBN 0-262-03293-7
Wikimedia Foundation . 2010 .
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
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
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
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.
Реальная сторона графики
Любое изображение на мониторе, в силу его плоскости, становится растровым, так как монитор это матрица, он состоит из столбцов и строк. Трёхмерная графика существует лишь в нашем воображении, так как то, что мы видим на мониторе — это проекция трёхмерной фигуры, а уже создаём пространство мы сами. Таким образом, визуализация графики бывает только растровая и векторная, а способ визуализации это только растр (набор пикселей), а от количества этих пикселей зависит способ задания изображения.
Аннотация: Перед началом работы с CorelDRAW вам надо получить общие представления о возможностях CorelDRAW, средствах для их реализации и основных приемах работы с редактором. В этой лекции вы познакомитесь с векторной графикой, овладеете навыками работы с популярным векторным графическим редактором CorelDRAW и научитесь создавать с его помощью несложные векторные изображения.
Типы узловых точек
Вид касательных линий и соответственно методы управления кривизной сегмента в точке привязки определяются типом узловой точки. Различают три типа узловых точек:
- гладкий узел (smooth node) - рис. 2.4;
- симметричный узел ( symmetrical node) - рис. 2.5;
- острый узел (cusp node).
У гладкой узловой точки касательные линии лежат на одной прямой , но имеют разную длину. Это говорит о том, что кривизна криволинейных участков, прилегающих к этой опорной точке, различна с разных ее сторон.
У симметричного узла оба отрезка касательных по обе стороны точки привязки имеют одинаковую длину и лежат на одной прямой , которая показывает направление касательной к контуру в данной узловой точке. Это означает, что кривизна сегментов с обеих сторон точки привязки одинакова. Этот тип узлов является частным случаем гладких узлов.
У острого узла касательные линии с разных сторон этой точки не лежат на одной прямой . Поэтому два криволинейных сегмента, прилегающих к опорной точке, имеют различную кривизну с разных сторон узловой точки и контур в этой точке образует резкий излом. В частности, один из отрезков касательных может быть равен нулю. В этом случае форма сегмента кривой будет регулироваться только одним отрезком касательной.
Узел (node) представляет собой физически существующий элемент системы, который может обладать вычислительным ресурсом или являться техническим устройством .
В качестве вычислительного ресурса узла может рассматриваться один или несколько процессоров, а также объем электронной или магнитооптической памяти. Однако в языке UML понятие узла включает в себя не только вычислительные устройства (процессоры), но и другие механические или электронные устройства , такие как датчики, принтеры, модемы, цифровые камеры, сканеры и манипуляторы.
Графически узел на диаграмме развертывания изображается в форме трехмерного куба. Узел имеет имя, которое указывается внутри этого графического символа. Сами узлы могут представляться как на уровне типа (рис. 13.1, а), так и на уровне экземпляра (рис. 13.1, б).
В первом случае имя узла записывается в форме: без подчеркивания и начинается с заглавной буквы. Во втором - имя узла -экземпляра записывается в виде: , а вся запись подчеркивается. Имя типа узла указывает на разновидность узлов , присутствующих в модели системы. Так, на представленном рисунке (рис. 13.1, а) узел с именем Видеокамера относится к общему типу и никак не конкретизируется. Второй узел (рис. 13.1, б) является узлом -экземпляром конкретной модели сканера.
Изображения узлов могут расширяться, чтобы включить дополнительную информацию о спецификации узла . Если дополнительная информация относится к имени узла , то она записывается под этим именем в форме помеченного значения (рис. 13.2).
Рис. 13.2. Графическое изображение узла-экземпляра с дополнительной информацией в форме помеченного значения
При необходимости явно указать компоненты, которые размещаются или выполняются на отдельном узле , это можно сделать двумя способами. Первый из них позволяет разделить графический символ узла на две секции горизонтальной линией. В верхней секции записывают имя узла , а в нижней - размещенные на этом узле компоненты (рис. 13.3, а).
Второй способ разрешает показывать на диаграмме развертывания узлы с вложенными изображениями компонентов (рис. 13.3, б). Важно помнить, что в качестве таких вложенных компонентов могут выступать только исполняемые компоненты и динамические библиотеки.
В качестве дополнения к имени узла могут использоваться различные текстовые стереотипы, которые явно специфицируют назначение этого узла . Для этой цели были предложены следующие текстовые стереотипы: " processor " ( процессор ), " sensor " (датчик), " modem " ( модем ), " net " ( сеть ), " printer " (принтер) и другие, смысл которых понятен из контекста.
На диаграммах развертывания допускаются специальные условные обозначения для различных физических устройств , графическое изображение которых проясняет назначение или выполняемые устройством функции. Однако пользоваться этой возможностью следует осторожно, памятуя о том, что основное достоинство языка UML следует из его названия - унификация графических элементов визуализации моделей.
Возможность включения персонала в понятие узла не рассматривается в нотации языка UML , тем не менее, подобное расширение понятие узла позволяет создавать средствами языка UML модели самых различных систем, включая бизнес-процессы и технические комплексы. Действительно, для реализации бизнес-процессов компаний удобно рассматривать в качестве узлов -ресурсов системы организационные подразделения , состоящие из персонала. Автоматизация управления техническими комплексами может потребовать рассмотрения в качестве самостоятельного элемента человека-оператора, способного принимать решения в нештатных ситуациях и нести ответственность за возможные последствия этих решений.
Наиболее известны два специальных графических стереотипа для обозначения разновидностей узлов . Первый обозначает ресурсоемкий узел (processor), под которым понимается узел с процессором и памятью, необходимыми для выполнения исполняемых компонентов. Он изображается в форме куба с боковыми гранями, окрашенными в серый цвет (рис. 13.4, а). Второй стереотип в форме обычного куба обозначает устройство (device), под которым понимается узел без процессора и памяти (рис. 13.4, б). На этом типе узлов не могут размещаться исполняемые компоненты программной системы.
Следует заметить, что кроме графического изображения ресурсоемких узлов и устройств соответствующие узлы можно изображать с помощью обычного символа узла (рис.13.1) и дополнительного стереотипа " processor " или " device ".
Кроме известных текстовых и графических стереотипов для узлов диаграммы развертывания разработчики могут предложить дополнительные графические стереотипы, которые улучшают наглядность представления диаграмм развертывания . Например, рабочую станцию можно изобразить в виде ресурсоемкого узла , или в форме рисунка внешнего вида компьютера (рис. 13.4, в). Соответственно, сканер также может быть изображен в виде рисунка или фотографии данного устройства .
Техническая сторона
По способам задания изображений графику можно разделить на категории:
Касательные линии и управляющие точки на кривых Безье
Математик Пьер Безье (Pierre Bezier) открыл, что произвольную кривую можно задать с помощью двух векторов, находящихся в начале и конце кривой. Это положение легло в основу описания кривых Безье в CorelDRAW. Из множества кривых Безье можно составить любую кривую. Кроме положения начальной и конечной точки (то есть узлов кривой), внешний вид кривой определяется кривизной, то есть ее изогнутостью между двумя узлами. Кривизна определяется двумя параметрами кривой в каждом узле, которые графически представлены с помощью отрезков, выходящих из узлов. Эти отрезки называются манипуляторами кривизны. Степень кривизны определяется длиной манипулятора кривизны. Если манипуляторы кривизны с обеих сторон сегмента имеют нулевую длину, то сегмент будет прямым. Увеличение длины манипулятора кривизны превратит сегмент в кривую.
Итак, координаты узлов, наклон и длина манипуляторов кривизны определяют внешний вид кривой Безье. При выделении узловой точки криволинейного сегмента у нее появляются одна или две управляющие точки, соединенные с узловой точкой касательными линиями. Управляющие точки изображаются наконечниками стрелок. Расположение касательных линий и управляющих точек определяет длину и форму (кривизну) криволинейного сегмента, а их перемещение приводит к изменению формы контура ( рис. 2.3).
Наряду с термином "касательные" используются и другие термины: "рычаги управления" или "усы". Форма и цвет управляющих точек также зависят от вида используемого вами графического редактора. В CorelDRAW узловые и управляющие точки можно перемещать с помощью инструмента Shape (Форма).
Смотреть что такое "Узел (информатика)" в других словарях:
Узел (значения) — Узел: Узел соединение и переплетение линейных материалов. «Гордиев узел» крылатая фраза. Содержание 1 Коммуникации 2 Наука и техника … Википедия
Красно-чёрное дерево — Тип дерево поиска Изобретено в 1972 году Изобретено Рудольф Байер Временная сложность в О символике В среднем В худшем случае Расход памяти O(n) O(n) Поиск O(log n) O(log n) Вставка O(log n) O(log n) Удаление O(log n) O(log n) Красно чёрное… … Википедия
Суффиксное дерево — Суффиксное дерево бор, содержащий все суффиксы некоторой строки (и только их). Позволяет выяснять, входит ли строка w в исходную строку t, за время O(|w|), где |w| длина строки w. Содержание 1 Основные определения и описание структуры … Википедия
Дерево суффиксов — Суффиксное дерево способ организации данных (строк), позволяющий выяснять, входит ли строка w в строку t, за время O(|w|), где |w| длина строки w. Содержание 1 Основные определения и описание структуры 2 Свойства суффиксных д … Википедия
Находка (город) — Город Находка Флаг … Википедия
РМ 4-239-91: Системы автоматизации. Словарь-справочник по терминам. Пособие к СНиП 3.05.07-85 — Терминология РМ 4 239 91: Системы автоматизации. Словарь справочник по терминам. Пособие к СНиП 3.05.07 85: 4.2. АВТОМАТИЗАЦИЯ 1. Внедрение автоматических средств для реализации процессов СТИСО 2382/1 Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Европа — (Europe) Европа – это плотнонаселенная высокоурбанизированная часть света названная в честь мифологической богини, образующая вместе с Азией континент Евразия и имеющая площадь около 10,5 миллионов км² (примерно 2 % от общей площади Земли) и … Энциклопедия инвестора
Фрактал — Множество Мандельброта классический образец фрактала … Википедия
ID3 (алгоритм) — У этого термина существуют и другие значения, см. ID3. Алгоритм ID3 один из алгоритмов для построения дерева принятия решений. Разработан Джоном Р. Квинланом (англ. John R. Quinlan). Впоследствии Квинлан создал усовершенствованную… … Википедия
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют результат такой деятельности.
История
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. [источник не указан 321 день]
В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры («Spacewar!») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный 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 1960-х 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 DAC-1, разработанную совместно с IBM.
В 1968 году группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка» [1] , который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер.
Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электронно-лучевой трубке.
Основные области применения
Разработки в области компьютерной графики сначала двигались лишь академическим интересом и шли в научных учреждениях. Постепенно компьютерная графика прочно вошла в повседневную жизнь, стало возможным вести коммерчески успешные проекты в этой области. К основным сферам применения технологий компьютерной графики относятся:
-
; , Визуальные эффекты (VFX), цифровая кинематография; , Всемирная паутина, видеоконференции; и существенно возросшие возможности по обработке фотографий; ;
- Визуализация научных и деловых данных; , системы виртуальной реальности (например, тренажёры управления самолётом); ; .
- Компьютерная графика для кино и телевидения .
Трёхмерная графика
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 3D-графике 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 собой вектор (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 трехмерной графики, такие как Magick next-gen или Dominance War.
Графика растровая и векторная. Плюсы и минусы векторной графики
Форматов для хранения изображений на компьютере два: растровый и векторный. В векторном формате изображение описывается как совокупность отдельных объектов, заданных математически (формулами), а в растровом - по точкам (как мозаика). Например, чтобы описать отрезок прямой в векторном формате необходимо задать координаты начала и конца прямой , ее цвет и толщину. Для описания той же прямой в растровом формате задаются координаты каждой ее точки и цвет точек.
Для эффективного применения векторной графики в творческой работе необходимо представлять себе ее достоинства и недостатки.
Векторный формат более компактный, но он не пригоден для хранения реалистичных изображений, например фотографий. В этом формате задавать их математически сложно и громоздко, а поэтому - нерационально. А вот рисунки и чертежи удобно и целесообразно создавать и хранить именно в векторном виде.
Достоинствами векторных изображений является следующее:
- увеличение масштаба происходит без потери качества изображений;
- небольшой размер файла по сравнению с растровыми изображениями;
- прекрасное качество вывода векторных изображений на печать;
- возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности;
- векторным программам свойственна высокая точность рисования (до сотой доли микрона);
- векторная графика экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений. Это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные (математическая формула объекта), используя которые программа всякий раз воссоздает изображение заново.
Недостатки векторного формата:
- сложность преобразования (трассировки) из растрового формата в векторный;
- векторная графика ограничена в чисто живописных средствах и не позволяет получать фотореалистичные изображения с тем же качеством, что и растровая. Причина в том, что здесь, в отличие от растровой графики, минимальной областью, закрашиваемой однородным цветом, является не один пиксел, а один объект. А размеры объекта по определению больше;
- невозможно применение обширной библиотеки эффектов (фильтров), используемых при работе с растровыми изображениями;
- сложность для понимания окружающего нас мира в виде векторов начинающими пользователями. Попробуйте описать, например, утро в осеннем лесу математическими формулами;
- аппаратные средства для работы с векторными рисунками (каттеры, плоттеры) более сложны и дороги, чем "железо" в растровой графике (мониторы, сканеры).
Строго говоря, ни один современный профессиональный графический пакет не является чисто векторным или чисто растровым, а совмещает в себе элементы как того, так и другого вида графики.
Представление цветов в компьютере
Для передачи и хранения цвета в компьютерной графике используются различные формы его представления. В общем случае цвет представляет собой набор чисел, координат в некоторой цветовой системе.
Стандартные способы хранения и обработки цвета в компьютере обусловлены свойствами человеческого зрения. Наиболее распространены системы RGB для дисплеев и CMYK для работы в типографском деле.
Иногда используется система с большим, чем три, числом компонент. Кодируется спектр отражения или испускания источника, что позволяет более точно описать физические свойства цвета. Такие схемы используются в фотореалистичном трёхмерном рендеринге.
Читайте также: