Компьютерная графика — это деятельность по созданию и редактированию изображений (рисунков, фотографий, схем и т. д.) при помощи компьютеров и специального программного обеспечения.
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.
Сдай на права пока
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!
Компьютерная графика | Информатика 5 класс #20 | Инфоурок
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.
«Основы компьютерной графики»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
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.
Основы компьютерной графики
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.
Источник: spravochnick.ru
Компьютерная графика что такое? Виды компьютерной графики
В век информационных технологий компьютерная графика получила широкое распространение во всем мире. Почему она так популярна? Где она применяется? И вообще, что такое компьютерная графика? Давайте разберемся!
Компьютерная графика: что такое?
Проще всего – это наука. Кроме того, это один из разделов информатики. Он изучает способы обработки и форматирования графического изображения с помощью компьютера.
Уроки компьютерной графики на сегодняшний день существуют и в школах, и в высших учебных заведениях. И трудно сегодня найти область, где она не была бы востребована.
Также на вопрос: «Что такое компьютерная графика?» — можно ответить, что это одно из многих направлений информатики и, кроме того, относится к наиболее молодым: оно существует около сорока лет. Как и всякая иная наука, она имеет свой определенный предмет, цели, методы и задачи.
Какие задачи решает компьютерная графика?
Если рассматривать этот раздел информатики в широком смысле, то можно увидеть, что средства компьютерной графики позволяют решать следующие три типа задач:
1) Перевод словесного описания в графическое изображение.
2) Задача распознавания образов, то есть перевод картинки в описание.
3) Редактирование графических изображений.
Направления компьютерной графики
Несмотря на то что сфера применения этой области информатики, бесспорно, крайне широка, можно выделить основные направления компьютерной графики, где она стала важнейшим средством решения возникающих задач.
Во-первых, иллюстративное направление. Оно является самым широким из всех, так как охватывает задачи начиная от простой визуализации данных и заканчивая созданием анимационных фильмов.
Во-вторых, саморазвивающееся направление: компьютерная графика, темы и возможности которой поистине безграничны, позволяет расширять и совершенствовать свои навыки.
В-третьих, исследовательское направление. Оно включает в себя изображение абстрактных понятий. То есть применение компьютерной графики направлено на создание изображения того, что не имеет физического аналога. Зачем? Как правило, с целью показать модель для наглядности либо проследить изменение параметров и скорректировать их.
Какие существуют виды компьютерной графики?
Еще раз: что такое компьютерная графика? Это раздел информатики, изучающий способы и средства обработки и создания графического изображения с помощью техники. Различают четыре вида компьютерной графики, несмотря на то, что для обработки картинки с помощью компьютера существует огромное количество различных программ. Это растровая, векторная, фрактальная и 3-D графика.
Каковы их отличительные черты? В первую очередь виды компьютерной графики различаются по принципам формирования иллюстрации при отображении на бумаге или на экране монитора.
Растровая графика
Базовым элементом растрового изображения или иллюстрации является точка. При условии, что картинка находится на экране, точка называется пикселем. Каждый из пикселей изображения обладает своими параметрами: цветом и расположением на холсте. Разумеется, что чем меньше размеры пикселей и больше их количество, тем лучше выглядит картинка.
Основная проблема растрового изображения – это большие объемы данных.
Второй недостаток растровой графики – необходимость увеличить картинку для того, чтобы рассмотреть детали.
Кроме того, при сильном увеличении происходит пикселизация изображения, то есть разделение его на пиксели, что в значительной степени искажает иллюстрацию.
Векторная графика
Элементарной составляющей векторной графики является линия. Естественно, что в растровой графике тоже присутствуют линии, однако они рассматриваются как совокупность точек. А в векторной графике все, что нарисовано, является совокупностью линий.
Этот тип компьютерной графики идеален для того, чтобы хранить высокоточные изображения, такие как, например, чертежи и схемы.
Информация в файле хранится не как графическое изображение, а в виде координат точек, с помощью которых программа воссоздает рисунок.
Соответственно, для каждой из точек линии резервируется одна из ячеек памяти. Необходимо заметить, что в векторной графике объем памяти, занимаемый одним объектом, остается неизменным, а также не зависит от его размера и длины. Почему так происходит? Потому что линия в векторной графике задается в виде нескольких параметров, или, проще говоря, формулой.
Что бы мы ни делали с ней в дальнейшем, в ячейке памяти будут изменяться лишь параметры объекта. Количество ячеек памяти останется прежним.
Таким образом, можно прийти к выводу, что векторные файлы, по сравнению с растровыми, занимают гораздо меньший объем памяти.
Трехмерная графика
3D-графика, или трехмерная графика, изучает методы и приемы создания объемных моделей объектов, максимально соответствующие реальным. Подобные изображения можно рассмотреть со всех сторон.
Гладкие поверхности и разнообразные графические фигуры используются с целью создания объемных иллюстраций. С их помощью художник создает сначала каркас будущего объекта, а потом поверхность покрывают такими материалами, которые визуально похожи на реальные. Далее делают гравитацию, осветление, свойства атмосферы и прочие параметры пространства, в котором находится изображаемый объект. Затем, при условии, что объект движется, задают траекторию движения и его скорость.
Фрактальная графика
Фракталом называется рисунок, состоящий из одинаковых элементов. Большое количество изображений являются фракталами. К примеру, снежинка Коха, множество Мандельброта, треугольник Серпинского, а также «дракон» Хартера-Хейтчея.
Фрактальный рисунок можно построить либо с помощью какого-либо алгоритма, либо путем автоматического создания изображения, которое осуществляется путем вычислений по заданным формулам.
Модификация изображения происходит при внесении изменений в структуру алгоритма или смене коэффициентов в формуле.
Главным преимуществом фрактальной графики является то, что в файле изображения сохраняются только формулы и алгоритмы.
Области применения компьютерной графики
Однако необходимо заметить, что выделение данных направлений весьма условно. Кроме того, оно может быть детализировано и расширено.
Итак, перечислим основные области компьютерной графики:
3) отображение визуальной информации;
4) создание пользовательского интерфейса.
Где применяется компьютерная графика?
В инженерном программировании широко используется трехмерная компьютерная графика. Информатика в первую очередь пришла на помощь инженерам и математикам. Средствами трехмерной графики происходит моделирование физических объектов и процессов, например, в мультипликации, компьютерных играх и кинематографе.
Растровая графика широко применяется при разработке полиграфических и мультимедийных изданий. Очень редко иллюстрации, которые выполняются средствами растровой графики, создаются с помощью компьютерных программ вручную. Зачастую с этой целью пользуются отсканированные изображения, которые художник изготовил на фотографии или бумаге.
В современном мире широко применяются цифровые фото- и видеокамеры с целью ввода растровых фотографий в компьютер. Соответственно, подавляющее большинство графических редакторов, которые предназначены для работы с растровой графикой, ориентированы не на создание изображений, а на редактирование и обработку.
Растровые изображения применяются в интернете в том случае, если есть необходимость передать всю цветовую гамму.
А вот программы для работы с векторной графикой, наоборот, чаще всего используются с целью создания иллюстраций, ежели для обработки. Подобные средства нередко используют в издательствах, редакциях, дизайнерских бюро и рекламных агентствах.
Средствами векторной графики гораздо проще решаются вопросы оформительских работ, которые основаны на применении простейших элементов и шрифтов.
Бесспорно, существуют примеры векторных высокохудожественных произведений, однако они являются скорее исключением, чем правилом, по той простой причине, что подготовка иллюстраций средствами векторной графики необычайно сложна.
Для автоматического создания изображений с помощью математических расчетов созданы программные средства, работающие с факториальной графикой. Именно в программировании, а не в оформлении или рисовании состоит создание факториальной композиции. Факториальная графика редко применяется с целью создания электронного или печатного документа, однако ее нередко используют в развлекательных целях.
Источник: fb.ru
Что такое компьютерная графика – ее виды и назначение
Создание компьютерной графики в начале становления компьютеров, считалось уделом программистов и вообще малопонятным процессом. Со значительным расширением возможностей компьютерной техники, понимать компьютерную графику и заниматься её созданием стало намного легче. Для пользователя ПК знания о графике были бы нелишними.
Что из себя представляет компьютерная графика?
Компьютерная графика (или CG, от англ. Computer Graphics) представляет собой вид деятельности, в которой компьютерную технику используют для получения, редактирования, хранения и визуализации информации, получаемой из внешнего мира, в виде цифровой информации. В настоящее время существуют профессиональные мощные программы, которые нужны только для синтеза и обработки графической информации. CG имеет огромное преимущество перед традиционными картинами, рисунками на бумаге, холсте или другими видами искусства: в любой момент изображение можно изменить без каких-либо следов с помощью технических средств.
Немного истории
Впервые появившиеся ЭВМ преследовали одну цель (что понятно из их названия): расчёт и вычисления. При появлении электронно-лучевой трубки (или трубки Вильямса), встраиваемой в мониторы, теоретически возникла возможность выводить картинку на монитор в виде двоичного кода (1 и 0). В 1952 году британский инженер запрограммировал выведение программы «ОХО» (те самые крестики-нолики) на ЭЛТ, что может считаться первой в мире компьютерной игрой.
В 1955 году было изобретено световое перо, аналог устройства ввода графических данных на монитор. Следующие 50 лет проводились исследования и патентовались изобретения в области графических изображений в электронном виде.
Основные направления
В настоящем время компьютерную графику делят на 4 направления:
- Изобразительная. Работа направлена на создание изображений в цифровом виде.
- Анализ и редактирование изображений.
- Анализ сцен. Сравниваются несколько изображений, находятся связи между ними.
- Когнитивная. Достаточно новое направление, работает на основе процесса мышления. Современные нейросети используют этот принцип.
Почему Windows 10 бесплатная?
Виды компьютерной графики
По способам отображения информации компьютерные изображения можно разделить на 2 большие группы: 2D и 3D. В свою очередь, они делятся на виды.
Растровая
Здесь структурным элементом является пиксель. Чем больше пикселей, тем качественнее выглядит картинка. Но есть нюанс: при увеличении количества пикселей увеличивается и размер исходного файла. Картинку можно будет увеличить, одна качество от этого лучше не станет.
Также качество растрового изображения зависит от устройства, на котором его создают: чем мощнее компьютер, тем лучше картинка, поскольку можно обработать большее количество пикселей. Самым известным растровым редактором можно считать Adobe Photoshop.
Векторная
В её основе лежит сочетание объектов, которые принято называть примитивами: точки, прямые и косые линии, геометрических фигур. Основным базовым элементом является линия, проведённая между двумя или более точками (узлами). Преимуществом векторной графики является то, что она не требует мощных ресурсов для вычислений и не занимает больших объёмов памяти компьютера. Несколько примеров популярных графических редакторов, основанных на «векторе»:
- CorelDRAW;
- Adobe illustrator;
- Inkscape.
Трёхмерная
Человеческий глаз воспринимает объекты окружающего мира в трёх координатах: длина, ширина и высота. Так и строятся 3D-изображения. Правда, это визуальный обман: на монитор картинка все-равно выводится всего в двух плоскостях. Трёхмерная графика может быть воксельной или полигональной.
Воксельная мало чем отличается от растровой: представляет собой совокупность трёхмерных фигур.
Полигональная разновидность намного сложнее: эти изображения состоят из набора поверхностей (полигонов) разного размера, формы и цвета. В определённом порядке эти полигоны составляют трехмерные картинки, которые порой невозможно отличить от реальных объектов. Построение объектов в этом случае требует довольно мощного компьютера.
Фрактальная
Этот вид основан на свойстве описывать структуры, которые похожи на базовые. Используются простые математические алгоритмы, не требующие серьёзных вычислительных процессов.
Как работать с файлами SRT и что это за формат
Сферы и области применения
Компьютерная графика используется во многих областях человеческой жизни для науки, развлечения и бытовых услуг. Вот несколько направлений, где применяется CG:
- В науке. С появлением вычислительной техники работа учёных стала немого легче. Помощник, в виде практически никогда не ошибающейся машины пришёлся очень кстати. Если присоединить к этому и визуальную составляющую, то можно моделировать и проводить эксперименты только в виртуальной среде, а результаты выводить наглядно.
- Деловая. Тут широко используются графики, таблицы, векторы, рассматриваются статистические данные в сравнении друг с другом, проводятся презентации.
- Конструкторская работа. Ушли в прошлое огромные листы ватмана с вычерчиванием на них тушью планов зданий и приборов. Теперь это всё можно построить в специальных программах и рассмотреть предполагаемый объект с любой стороны и плоскости;
- Иллюстрации. Является основным инструментом в работе графического дизайнера. Для работы в графических редакторах не нужно образование программиста, достаточно изучить принцип работы программ и построения иллюстраций.
- Художественная графика, дизайн и реклама. Кино, телевидение и игростроение построены на этом направлении. Обычно создание сложной трёхмерной модели требует больших объёмов оперативной памяти, достаточного уровня профессионализма и времени.
- Пиксель-арт. Пиксель – маленький квадратик определённого цвета. Набор большого количества пикселей составляет изображение. Вывод графической составляющей основан на неспособности человеческого глаза вычленять отдельные пиксели из всей массы. Старые компьютерные игры и мобильные приложения созданы при помощи пиксельной графики.
- Анимация. Это искусство известно давно. На бумаге рисовались картинки, изображающие постепенно изменяющие положение предметы, а затем рисунки быстро сменялись друг за другом. В электронной графике принцип примерно такой же, только большую часть вычислений (как именно будет вырисовываться следующая картинка) проводит компьютер. Довольно широко распространилась технология «motion capture»: «захват движений» человека с датчиками специальной камерой, а затем выведение этих движений на экран и наложение любых слоёв изображения.
- Средства мультимедиа. Тут используется сочетание высококачественного двигающегося изображения с параллельным выведением звука.
Источник: composs.ru