Виды компьютерной графики кратко
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
Видеолекции для
профессионалов
- Свидетельства для портфолио
- Вечный доступ за 120 рублей
- 311 видеолекции для каждого
ЛЕКЦИЯ: Компьютерная графика. Виды компьютерной графики.
Компьютерная графика – это совокупность методов и приемов для преобразования при помощи ЭВМ данных в графическое представление или графического представления в данные.
Конечным продуктом компьютерной графики является изображение (графическая информация). Изображение можно разделить на:
1. Рисунок – графическая форма изображения, в основе которой лежит линия.
2. Чертеж – это контурное изображение проекции некоторых реально существующих или воображаемых объектов.
3. Картина – тоновое черно-белое или цветное изображение.
Разрешение изображения – свойство самого изображения. Оно измеряется в точках на дюйм (dpi) и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения – его физическим размером.
Физический размер изображения . Может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.
ВИДЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
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.
Растровая графика
Растровый метод – изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой представлена цветной точкой.
Растровые изображения состоят из прямоугольных точек – растр. Растровые изображения обеспечивают максимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждый мельчайший фрагмент оригинала. В цифровом изображении каждая точка растра (пиксель) предоставлена единственным параметром – цветом. Такие изображения сохраняются в файлах гораздо большего объема, чем векторные, поскольку в них запоминается информация о каждом пикселе изображения, т.е. качество растровых изображений зависит от их размера.
Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий.
Достоинства растровой графики:
1. аппаратная реализуемость;
2. программная независимость (форматы файлов, предназначенные для сохранения точечных изображений, являются стандартными, поэтому не имеют решающего значения, в каком графическом редакторе создано то или иное изображение);
3. фотореалистичность изображений.
Недостатки растровой графики:
1. значительный объем файлов (определяется произведением площади изображения на разрешение и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности);
2. принципиальные сложности трансформирования пиксельных изображений;
3. эффект пикселизации – связан с невозможностью увеличения изображения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение приводит к тому, что точки становятся крупнее. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается, а увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает ее грубой;
Векторная графика
Векторный метод – это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и дуг и т. д. В данном случае вектор – это набор данных, характеризующих какой–либо объект.
Векторные изображения состоят из контуров. Контуры состоят из одного или нескольких смежных сегментов ограниченных узлами.
Сегменты могут иметь прямолинейную или криволинейную форму.
Замкнутые контуры могут иметь залив. Заливка может быть сплошная, градиентная, узорная, текстурная.
Любые контуры могут иметь обводку. Контур – понятие математическое и толщины он не имеет. Чтобы контур сделать видимым ему придают обводку – линию заданной толщины и цвета проведенную строго по контуру.
Векторные изображения строятся вручную, однако они могут быть также получены из растровых изображений с помощью трассировки.
Программные средства для работы с векторной графикой 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 много проще.
Достоинства векторной графики
1. полная свобода трансформации (изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла);
2. огромная точность;
3. небольшой размер файла по сравнению с растровым изображением;
4. прекрасное качество печати;
5. отсутствие проблем с экспортом векторного изображения в растровое;
6. объектно-ориентированный характер векторной графики (возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности);
Недостатки векторной графики
1. практически невозможно экспортировать из растрового формата в векторный (можно, конечно, трассировать изображение, хотя получить хорошую векторную картинку нелегко);
2. невозможно применение обширной библиотеки эффектов, используемых при работе с растровыми изображениями.
Сравнительная характеристика растровой и векторной графики
Критерий сравнения
Растровая графика
Векторная графика
Способ представления изображения
Растровое изображение строится из множества пикселей
Векторное изображение описывается в виде последовательности команд
Представление объектов реального мира
Растровые рисунки эффективно используются для представления реальных образов
Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества
Качество редактирования изображения
При масштабировании и вращении растровых картинок возникают искажения
Векторные изображения могут быть легко преобразованы без потери качества
Особенности печати изображения
Растровые рисунки могут быть легко напечатаны на принтерах
Векторные рисунки иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы
Фрактальная графика
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. Фрактальная графика, как и векторная – вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.
Фрактал – это геометрическая фигура, состоящая из частей и которая может быть поделена на части, каждая из которых будет представлять уменьшенную копию целого (по крайней мере, приблизительно)
Основное свойство фракталов — самоподобие. Любой микроскопический фрагмент фрактала в том или ином отношении воспроизводит его глобальную структуру. В простейшем случае часть фрактала представляет собой просто уменьшенный целый фрактал.
Средства создания изображений :
● графический редактор Paint , входящий в состав ОС Windows ;
Эти программы ориентированы непосредственно на процесс рисования. В них акцент сделан на использование удобных инструментов рисования и на создание новых художественных инструментов и материалов.
Средства обработки изображений :
Эти растровые графические редакторы предназначены не для создания изображений "с нуля", а для обработки готовых рисунков с целью улучшения их качества и реализации творческих идей. Исходный материал для обработки на компьютере может быть получен разными путями: сканирование иллюстрации, загрузка изображения, созданного в другом редакторе, ввод изображения от цифровой фото- или видеокамеры, использование фрагментов изображений из библиотек клипартов, экспортирование векторных изображений.
Средства каталогизации изображений :
Программы-каталогизаторы позволяют просматривать графические файлы множества различных форматов, создавать на жестком диске удобные альбомы, перемещать и переименовывать файлы, документировать и комментировать иллюстрации.
Средства создания и обработки векторных изображений
В тех случаях, когда основным требованием к изображению является высокая точность формы, применяют специальные графические редакторы, предназначенные для работы с векторной графикой. Такая задача возникает при разработке логотипов компаний, при художественном оформлении текста (например, журнальных заголовков или рекламных объявлений), а также во всех случаях, когда иллюстрация является чертежом, схемой или диаграммой, а не рисунком. Наиболее распространены следующие программы:
Особую группу программных средств, основанных на принципах векторной графики, составляют системы трехмерной графики: 3 D Studio Max , Adobe Dimension , LightWave 3 D , Maya , Corel Bryce , Blender .
Средства создания фрактальных изображений
Основным производителем программ фрактальной графики является компания Meta Creations . Наиболее известны программы, позволяющие создавать фрактальные объекты или использовать их в художественных композициях (для фона, заливок и текстур каких-либо объектов):
● Fractal Design Painter (Corel Painter);
● Fractal Design Expression;
● Fractal Design Detailer;
НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ФОРМАТЫ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ
Формат хранения – это способ кодировки графического изображения.
Форматы хранения растровых изображений:
BMP (Windows Device Independent Bitmap). Наиболее распространенный формат файлов для растровых изображений в системе Windows . В файле этого формата сначала записывается палитра, если она есть, а затем растр в виде битового (а точнее, байтового) массива. В битовом массиве последовательно записываются байты строк растра. Число байтов в строке должно быть кратно четырем, поэтому если количество пикселов по горизонтали не соответствует такому условию, то справа в каждую строку дописывается некоторое число битов (выравнивание строк на границу двойного слова).
Формат служит для обмена растровыми изображениями между приложениями ОС Windows . Формат поддерживает большинство цветовых моделей, вплоть до 24-битного пространства RGB . Полиграфический стандарт CMYK не поддерживается. Сфера применения - электронные публикации.
Файлы в данном формате занимают значительный объем, для них характерно низкое качество изображений, выводимых на печать.
GIF ( CompuServeGraphics Interchange Format ). Формат поддерживает функции прозрачности цветов и некоторые виды анимации. Запись изображения происходит через строку, т.е. полукадрами, аналогично телевизионной системе развертки. Благодаря этому на экране сначала появляется картинка в низком разрешении, позволяющая представить общий образ, а затем загружаются остальные строки. Этот формат поддерживает 256 цветов. Один из цветов может получить свойство прозрачности благодаря наличию дополнительного двухбитового альфа-канала. Допускается включение в файл нескольких растровых изображений, воспроизводимых с заданной периодичностью, что обеспечивает демонстрацию на экране простейшей анимации.
Все данные в файле сжимаются методом Lempel - Ziv - Welch ( LZW ) без потери качества, что дает наилучшие результаты на участках с однородной заливкой.
Абсолютно новой функцией стала запись в файл информации о гамма-коррекции, т.е. поддержания одинакового уровня яркости изображения независимо от особенностей представления цвета в различных операционных системах и приложениях.
Применен усовершенствованный метод сжатия без потери информации Deflate . Новый метод сжатия позволил сократить объем файлов.
JPEG (Joint Photographic Expert Group). По существу является методом сжатия изображений с потерей части информации. Преобразование данных при записи происходит в несколько этапов. Независимо от исходной цветовой модели изображения все пикселы переводятся в цветовое пространство CIE LAB . Затем отбрасывается не менее половины информации о цвете, спектр сужается до палитры, ориентированной на особенности человеческого зрения. Далее изображение разбивается на блоки размером 8х8 пикселов. В каждом блоке сначала кодируется информация о "среднем" цвете пикселов, а затем описывается разница между "средним" цветом блока и цветом конкретного пиксела.
Применение компрессии JPEG позволяет до 500 раз уменьшить объем файла по сравнению с обычным bitmap . Вместе с тем искажение цветовой модели и деградация деталей не позволяют использовать этот формат для хранения изображений высокого качества.
PCD ( PhotoCD - Image Pac ). Разработан фирмой Kodak для хранения цифровых растровых изображений высокого качества. Файл имеет внутреннюю структуру, обеспечивающую хранение изображения с фиксированными величинами разрешений, и поэтому размеры любых файлов лишь незначительно отличаются друг от друга и находятся в диапазоне 4-5 Мбайт. Обеспечивает высокое качество полутоновых изображений.
PCX (PC Paintbrush File Format). Растровый формат. Впервые появился в программе PC Paintbrush для MS - DOS . После лицензирования программы Paintbrush для Windows стал использоваться рядом приложений Windows .
TIFF (Tagged Image File Format). Считается лучшим форматом для записи полутоновых изображений.
Формат распознается практически всеми графическими программами и позволяет хранить изображения высочайшего качества. Последние версии формата поддерживают несколько способов сжатия изображений: LZW (без потери информации), ZIP (без потери информации), JPEG (с потерей части информации). Универсальным считают метод сжатия LZW .
Аппаратные средства и программное обеспечение для работы с графикой — это набор методик и способов для компьютерной обработки графических изображений и преобразования в графику других информационных данных.
Трехмерная графика
Трехмерная графика оперирует с объектами в трехмерном пространстве. Для построения изображения, которое выглядит как объемное, используется так называемое полигональное моделировнаие. Для этого поверхность объекта представляют в виде простых двумерных геометрических фигур. Они называются полигонами. Слово polygon в переводе с английского означает «многоугольник» В компьютерных играх в качестве полигонов чаще всего используются треугольники, так как именно треугольники обрабатываются с самой высокой скоростью. Для других целей используются другие многоугольники.
Чем меньше размер полигона и чем больше полигонов размещено на моделируемой поверхности, тем большей точности изображения можно добиться. Поэтому после изготовления грубой модели из небольшого числа полигонов применяется операция тесселяции. При этом каждый полигон делится на несколько частей, сглаживая и уточняя тем самым изображение. Моделирование выполняется в различных 3D-редакторах: 3D-Designer, Modo, Cheetah3D, Cybermotion 3D.
Компьютерная графика — это деятельность по созданию и редактированию изображений (рисунков, фотографий, схем и т. д.) при помощи компьютеров и специального программного обеспечения.
Аппаратные средства для работы с графикой
Одним из средств для работы с графикой является монитор. Точки на экране монитора построены ровными рядами. Этот точечный набор строк является графической сеткой или растром. Каждая точка считается пикселем, то есть, чем плотнее пиксельная сетка на мониторе, тем более качественным будет изображение. Размеры графической сетки могут быть представлены как произведение количества точек горизонтальной строки на количество таких строк, то есть это M×N.
Все пиксели на экране цветного монитора являются набором из трёх точек разных цветов, а именно, красного, зелёного и синего. Они располагаются очень близко друг к другу и человеческому глазу представляются единой точкой.
Модуль, который управляет работой графического монитора, называется видеоадаптером. В состав видеоадаптера входят две базовые части, это видеопамять и процессор дисплея. В видеопамяти хранятся данные о каждом экранном пикселе, она является электронным энергонезависимым запоминающим устройством. Процессор дисплея считывает из видеопамяти информацию о текущем изображении и осуществляет вывод этой информации на экран монитора.
Устройством ввода графической информации в компьютер является сканер. Сканер выполняет преобразование изображения, представленного, например, на бумажном носителе, в цифровой формат, который и заносится в память компьютера. Сканер был так назван согласно принципу его работы, так как, он выполняет построчное сканирование световым лучом изображения на листе.
Существует четыре вида компьютерной графики, которые отличаются принципами хранения и формирования изображения:
- растровая;
- векторная;
- фрактальная;
- трехмерная.
Рассмотрим их особенности.
Трехмерная графика
Трехмерная графика работает с объектами в трёхмерном пространстве – ширина, высота и глубина. Предметы моделируются и перемещаются в виртуальном пространстве и могут быть рассмотренными под различным углом.
Трехмерные модели могут быть двух типов:
- Полигональная – совокупность вершин, ребер и граней, которые определяют форму многогранного объекта, обволакивая пустое 3D пространство;
- Воксельная – совокупность элементов объемного изображения, содержащая значение растра, которые выкладываются в объёмные модели объектов, имеющие внутренности.
Трехмерная графика встречается повсеместно и используется в создании изображений во всевозможных областях деятельности человека: машиностроение, архитектура, дизайн интерьера, реклама, игровая и кино индустрия, интерактивные обучающие проекты. Можно выделить следующие редакторы: 3ds Max, Autodesk Maya, Cinema 4D, Blender.
Но так или иначе есть только один способ визуализации – это растр, т. к. любой монитор выводит изображение только в таком виде. А визуализация графики бывает только 2 типов – растровая и векторная, ибо 3D существует только в нашем воображении.
Готовые работы на аналогичную тему
Векторная графика является методом формирования изображений из набора отрезков прямых линий, дуг и так далее. В этом случае под вектором понимается набор данных, которые характеризуют определённый объект. Векторная графика составлена из набора контуров. Контуры составлены из одного или набора сопряжённых сегментов, которые ограничены узлами. Сегменты могут быть прямолинейной или криволинейной формы. Если контур замкнут, то он может обладать заливкой, которая делится на следующие виды:
- Сплошная заливка.
- Градиентная заливка.
- Узорная заливка.
- Текстурная заливка.
Векторные изображения могут быть сформированы в ручном режиме, но возможно также их получить преобразованием растрового изображения при помощи трассировки. Программные приложения для обработки векторной графики служат прежде всего для формирования иллюстраций и меньше для выполнения их обработки.
Фрактальная графика выполняется программными средствами, которые служат для автоматического формирования изображений при помощи математических расчётов. Формирование фрактального художественного изображения заключается не в том, чтобы что-то нарисовать или оформить, а именно в написании программы. Фрактальная графика, аналогично векторной, является вычисляемой, но имеет одно существенное отличие. Оно заключается в том, что в памяти компьютера не сохраняются какие-либо объекты. Изображение выстраивается согласно заданным уравнениям, и это означает, что хранить нужно только эти формулы и ничего больше. Если поменять в уравнении значения некоторых коэффициентов, то получится совсем иная картина. Возможность при помощи фрактальной графики создавать образы окружающей действительности путём вычислений часто применяется для автоматического формирования различных иллюстраций необычного содержания. Фракталом считается геометрическая фигура, которая состоит из фрагментов и может быть разделена на фрагменты. Каждый из этих фрагментов представляет маленькую примерную копию целого. Основным свойством фракталов является само подобие.
Что такое двухмерная графика
Двухмерная графика – это, простая картинка, которая выглядит плоской, вследствие того, что в нем применяются только два измерения – ширина и высота. Несмотря на подобный вид у иллюстрации можно добиться объема с помощью света и теней, но не реалистичности, за исключением фотографий. 2D рисунки обычно используют для создания логотипов, макетов веб-сайтов, рекламных баннеров, интерфейсов, мультипликации и кинематографа.
5 видов компьютерной графики
Способы отображения иллюстраций на экране выделяются по следующим типам:
- Двухмерная (2D);
- Векторная;
- Растровая;
- Фрактальная;
- Трехмерная (3D).
Введение
Под компьютерной графикой понимаются методы и способы, позволяющие преобразовать на компьютерном оборудовании информационные данные в графический формат или выполнить обратное преобразование. Результатом работы компьютерной графики может быть изображение, то есть графическая информация, которая делится на следующие виды:
- Рисунки, то есть графические изображения, основой которых являются линии.
- Чертежи, то есть контурные проекции реальных или проектируемых объектов.
- Картины, то есть изображения, выполненные в полноценной палитре цветов.
Одним из свойств изображения является его разрешение. Этот параметр принято измерять в точках на дюйм (dpi) и его задают при формировании изображения в редакторе графики или при помощи сканера. Величина разрешения сохраняется в его файле и напрямую связана ещё с одним параметром, а именно с физическим размером изображения. Физический размер изображения может быть измерен пикселями или прямо в единицах длины, то есть миллиметрах, сантиметрах или дюймах.
Векторная графика
Векторная графика представляет изображение в виде совокупности очень простых геометрических объектов. Такие объекты являются базовыми для построения изображения и называются примитивами. Примитивами могут быть отрезки, маленькие дуги, окружности, сплайны и т.д. Графика называется векторной потому, что набор примитивов, которые формируют данный графический объект, называется вектором. Векторная графика широко используется, например, для рисования популярных в сетевом общении смайлов.
Достоинства векторной графики:
- Масштабирование изображения не вызывает искажений.
- Объем графического файла невелик.
- Части изображения можно редактировать независимо друг от друга.
- Высокая точность прорисовки.
Недостатки векторной графики:
- Изобразить таким способом можно далеко не все.
- Изображения выглядят несколько искусственно.
Векторные изображения можно создавать в таких редакторах как CorelDraw, InkScape.
Типы компьютерной графики
Существуют следующие типы компьютерной графики:
- Графика растрового типа.
- Графика векторного типа.
- Графика фрактального типа.
Их отличают разные принципы построения изображения при выводе на экран дисплея или распечатке на принтере.
Растровым методом формирования изображения является представление его в форме прямоугольной матрицы, где все ячейки — это цветные точки. То есть, растровое изображение построено набором прямоугольных точек, именуемых растрами. Растровое изображение даёт максимум реалистичности, так как все мельчайшие участки оригинального изображения преобразуются в цифровой формат. Все точки цифрового изображения (пиксели) обладают только одним параметром, а именно цветом. Для хранения файлов с растровым изображением требуются значительные объёмы памяти, поскольку в них сохраняется информация о всех пикселях изображения. Уровень качества изображения в растровом формате зависит от его размера. Растровая графика используется при формировании мультимедийных и полиграфических изданий.
Фрактальная графика
Во фрактальной графике реализован принцип наследования геометрических качеств, передающихся от одного элемента к другому. Основана данная модель на математических вычислениях (формулах) и так как детализированного описания мелких составляющих не требуется, то обрисовать такой объект можно несколькими уравнениями, результаты которых в дальнейшем машина отображает автоматически, и не требует хранения в памяти компьютера каких-либо объектов. Фрактальный принцип отображения графики нашел широкое применение во многих областях компьютерной графики, науки и искусства. Фракталы широко применяются в растровой, векторной и 3D графике. Можно отметить несколько программ для генерирования фракталов: Fractal Explorer, Apophysis, Mandelbulb3D.
Готовые работы на аналогичную тему
К форматам, поддерживающим сжатие без потерь, относятся следующие: .bmp, .jpg, .jpg. Сжатие с потерями применяется в формате .jpg. Формат .tiff позволяет хранить изображение как вообще без сжатия, так и с обоими видами сжатия.
Растровая графика
В растровой графике изображение хранится в виде мозаики из точек, где каждая точка имеет свой цвет. Растровыми изображениями являются цифровые фотографии, отсканированные иллюстрации. Такие изображения редко создаются «с нуля». Поэтому программы-редакторы растровой графики ориентированы не на создание изображений, а на их обработку.
Достоинства растровой графики:
- Растровая графика позволяет создать рисунок любой сложности.
- Сложные изображения обрабатываются быстро, если они не требуют масштабирования.
- Растровый формат является естественным для большинства устройств ввода-вывода (мониторов, принтеров, сканеров), так как изображение на этих устройствах тоже формируется из пикселов.
Недостатки растровой графики:
- Даже простое изображение будет иметь большой размер файла.
- Масштабирование ухудшает качество изображения.
- Невозможен вывод на отдельные устройства печати (например, векторный графопостроитель).
С растровыми изображениями работают такие графические редакторы как Adobe Photoshop, GraphicsMagick, ImageMagick.
Растровые изображения хранят в сжатом виде. Существует два типа сжатия: сжатие без потерь и сжатие с потерями. Сжатие с потерями предполагает некоторую потерю качества при восстановлении после сжатия. Однако, предполагается, что эта потеря качества должна находиться в некоторых допустимых пределах. Человеческий глаз не должен видеть существенной разницы изображения до и после сжатия.
Векторная графика
Векторный рисунок можно представить в облике элементарных геометрических объектов: точки, прямые, кривые, окружности, многоугольники, и т.д. Фигурам присваиваются какие-либо качества, например, толщина линий, цвет заливки. Для создания иллюстраций используются формулы и координаты. К примеру, чтобы нарисовать треугольник нужно указать его вершины, цвет заполнения и обводку. Для сложных рисунков используют набор геометрических фигур, которые собираются вместе как аппликация из бумаги на уроке труда в начальной школе, но при этом сохраняется возможность в дальнейшем редактировать получившеюся картинку.
Преимуществами векторной графики считаются:
- Малый объем занимаемой памяти на ПК;
- Трансформация и масштабирование без потери качества;
- Выглядит всегда одинаково, независимо от характеристик устройства отображения.
Отрицательными сторонами векторов являются:
- Невозможность представления всех изображений с помощью примитивов;
- Трудоемкий процесс перевода растровых изображений в векторные;
- Отсутствие автоматического ввода;
- Проблемы с совместимостью программ просмотра и создания.
Векторные картинки широко востребованы на предприятиях, занимающихся проектированием, конструкторских бюро, в рекламных агентствах, типографиях, и т. д. Графические редакторы, работающие с данным иллюстрациями, являются: Adobe Illustrator, Corel Draw, AutoCad, ArhiCad.
Основы компьютерной графики
Двумерная компьютерная графика может быть классифицирована по типу выражения графических информационных данных, и вытекающими из этого алгоритмами работы с изображениями. Обычно компьютерную графику делят на векторную и растровую с отдельным выделением фрактальной методики формирования изображений.
В векторной графике изображения создаются как набор геометрически примитивных фигур. Обычно в качестве таких фигур выступают точки, отрезки прямых и кривых линий, окружностей, прямоугольников и тому подобное. Параметрами изображений являются некие атрибуты, например, толщина линий, цветовое наполнение. Изображение может сохраняться в формате набора координат, векторных и других величин, характеризующих комплекс примитивных фигур.
Когда выполняется воспроизведение перекрывающихся объектов, очень важен порядок их расположения. Изображения, выстроенные из совокупности векторов, считаются очень удобными для редактирования. Такие изображения можно поворачивать, деформировать, менять масштаб без потери качества, и, помимо этого, можно осуществлять имитацию трёхмерного изображения. Все эти процедуры могут быть исполнены значительно более просто в векторной графике по сравнению с растровой. Это объясняется тем, что все эти метаморфозы фактически исполняются удалением всей картинки или её фрагмента, а вместо неё создаётся новое изображение. Математические выражения, которые описывают векторные рисунки, не меняется, изменяются только значения некоторых переменных или их коэффициенты. При редактировании изображения в растровом формате, исходными данными являются только характеристики пиксельного набора, поэтому и может появиться проблема замены небольшого числа пикселей на их увеличенное количество при увеличении масштаба, или, наоборот, при реализации обратной процедуры. Наиболее простым способом считается замена одного из пикселей на их некоторое количество с таким же цветовым окрасом. Самые передовые методы используют интерполяционные алгоритмы, в которых вновь добавленным пикселям назначают определённый цвет. Код данного цвета вычисляется на основе цветовых кодов соседних точек. При помощи такого метода реализуется изменение масштаба изображения в редакторе Adobe Photoshop. Этот метод именуется билинейной и бикубической интерполяцией.
Следует отметить, что не всякое изображение можно преобразовать в набор примитивных фигур. Данную методику удобно использовать при формировании схем, создании шрифтов с возможностью масштабирования, графики делопроизводства. Она также используется при прорисовывании мультфильмов и простых видеороликов разного назначения.
В растровой графике могут использоваться двумерные массивы пикселей или матрицы. Каждый пиксель обладает набором параметров, таких как яркость, цветовой окрас, прозрачность, а иногда и комбинацией из этих параметров.
Компьютерная графика, это такое научно-технологическое направление, которая занимается задачами по созданию, обработке и хранению изображений с помощью компьютера и его аппаратных и программных возможностей. Изображения на ПК хранятся в виде двоичного кода - координат, колера цвета, обозначенного в какой-либо цветовой модели. Сегодня мы поговорим о том, какие виды компьютерной графики существуют.
Фрактальная графика
Фрактальная графика является одним из перспективных направлений компьютерной графики. Она основана на разделе математики – фрактальной геометрии. Термин фрактал ввел французский математик Бенуа Мандельброт. Этим термином он назвал геометрическую фигуру, которая состоит из частей, подобных целой фигуре.
Таким образом, главное свойство фракталов – это самоподобие. У фракталов увеличенные части фигуры подобны всей фигуре и друг другу. Таким образом, даже если взять небольшую часть фигуры, то по ней можно достроить все изображение исходя из соображений подобия. На рисунке показано последовательное построение известного фрактала «Кривая Коха» по небольшому фрагменту.
Фрактальная графика позволяет создавать очень красивые и сложные абстрактные композиции. Кроме абстрактных изображений фрактальная графика незаменима при создании изображений различных поверхностей: поверхность воды, горы, облака. Для создания фрактальных изображений используются следующие редакторы: - Art Dabbler, Fractal Explorer, Chaos Pro, Apophysis, Mystica.
Готовые работы на аналогичную тему
Программные продукты для использования фрактальной графики служат для автоматического генерирования иллюстраций с помощью математических вычислений. Формирование фрактальных художественных иллюстраций состоит не в том, чтобы их нарисовать или осуществить их оформление, а в создании необходимых программ.
Фрактальная графика по аналогии с векторной является вычисляемой графикой, но отличается от нее тем, что сформированные картинки можно не сохранять в их конечном виде в компьютерной памяти - изображение будет формироваться при работе программы в соответствии с заданным математическим выражением или системой уравнений. Это означает, что ничего, за исключением созданной ранее формулы, сохранять не нужно. Для коррекции изображения в нужную сторону, следует всего лишь изменить некоторые константы (коэффициенты) в формуле. Свойство фрактальной графики формировать прообразы природных картин математическими формулами, часто используют для автоматической генерации не тривиальных картинок.
Типы компьютерной графики
Известны следующие типы компьютерной графики:
- Растровая графика.
- Векторная графика.
- Фрактальная графика.
Их отличия состоят в методиках формирования графических изображений на дисплее или при печати на бумажных носителях.
При растровом способе изображение создаётся с помощью набора разноцветных точек. Растровая графика применяется при создании мультимедийных изображений и полиграфических изданий. Изображения, которые сформированы растровым инструментарием, почти никогда не реализуются вручную при посредстве специальных программ. Как правило, в растровой графике используются сканы с иллюстраций, подготовленные художниками, или сканы с фотографий.
Иногда растровые изображения могут быть считаны с цифровых фото или видео камер. Фактически все графические редакторы, служащие для обработки растровых иллюстраций, имеют своей целью не формирование картинок, а на их корректирование. На интернет-сайтах, как правило, применяются только растровые форматы изображений.
Векторной методикой является создание изображений из набора отрезков прямых и дугообразных линий. В данном случае под вектором следует понимать комплекс информационных данных, характеризующих выбранный объект. Программные продукты, предназначенные для обработки векторной графики, служат, прежде всего, для создания собственно изображений и совсем немного для их редактирования. Эти программы часто используются в рекламных фирмах, компаниях, которые занимаются дизайном, в редакционных и издательских предприятиях. Выполнить работы по оформлению, которые основаны на применении различных шрифтов и упрощённых компонентов геометрии, можно намного быстрее и проще с помощью методов векторной графики.
Растровая графика
Растровые изображения представляет из себя, нечто, похожее на клетчатый лист бумаги, где одна клетка, это одна точка–пиксель, а образуемые ими строки и столбцы собираются в матрицу (растр). У каждого пикселя свой цвет и место, где он расположен. В комплексе, все пикселе образуют изображение.
Растровые изображения обладают следующими характеристиками:
- Разрешение – количество пикселей, приходящихся на единицу площади;
- Размер – ширина и высота в пикселях;
- Цветовое пространство – метод отображения цветов в координатах какой-либо цветовой системы;
- Глубина цвета – наибольшее количество оттенков цветов, которое может содержать изображение.
К плюсам растра относится:
- Реалистичность;
- Возможность автоматизированного ввода информации;
- Быстрая обработка трудных иллюстраций;
- Адаптивность под всевозможные устройства и программы просмотра.
К минусам растровых изображений можно отнести следующее:
- Большой размер занимаемой памяти;
- Невозможность деформации и масштабирования без потери качества.
Читайте также: