Компьютерная графика

Немного истории Представление данных на компьютере в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов. Сначала, графика применялась в научно-военных целях.

Виды компьютерной графики КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА Растровая ВекторнаяФрактальная Базовым элементом является точка Базовым элементом является линия Базовым элементом является сама математическая формула

Понятие о растровой графике В растровой графике вся площадь изображения разбивается на некоторое число строк и столбцов. В каждой ячейке полученной матрицы находится элемент, называемый пикселем (от англ. picture element). Основной характеристикой такого элемента является его цвет. По существу редактирование растровых изображений сводится к изменению цветов отдельных пикселей.

Понятие о растровой графике

Для того чтобы записать значение цвета в память компьютера, ему ставят в соответствие одно или несколько целых чисел, обычно в диапазоне от 0 до 255. Например, для черно-белой фотографии можно использовать схему, в которой черному цвету соответствует 0, а белому 255, прочим цветам соответствуют числа в этом интервале.

Характеристики растрового изображения линейные размеры разрешение цветовая модель

Характеристики растрового изображения (разрешение) Разрешение – количество пикселов на единицу длины, измеряется в dpi (dots per inch, точках на дюйм) или ppi (pixels per inch). Чем больше разрешение, тем большее количество деталей может содержать изображение. Однако к выбору разрешения нужно подходить рационально, так как при увеличении разрешения в n раз, объем памяти занимаемой изображением увеличивается в n2 раз

Характеристики растрового изображения (разрешение)

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Другой важной характеристикой растровых изображений является цветовая модель и связанная с ней глубина цвета, т. е. количество бит памяти, необходимое для хранения 1 пиксела изображения (измеряется в битах на пиксел). По используемой цветовой модели изображения в растровой графике можно разделить на следующие виды: штриховые (бинарные, bitmap, lineart); полутоновые (gray scale); дуплексные (дутоновые, dutone); изображения с индексированным цветом, изображения в режиме RGB, изображения в режиме CMY (CMYK), изображения в перцепционных моделях

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Штриховые изображения: на каждый пиксел приходится 1 бит информации, т.е. глубина цвета 1 бит/пиксел. в таких изображениях могут присутствовать только 2 цвета – черный и белый примеры таких изображений: отсканированный текст, чертеж, гравюра

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Полутоновые изображения: на каждый пиксел полутонового изображения приходится 1 байт (8 бит) информации, т.е. глубина цвета 8 бит/пиксел. поскольку в 1 байт можно записать целое число в диапазоне от 0 до 255, то в полутоновых изображениях может присутствовать до 256 полутонов. наиболее характерный пример – черно-белая фотография

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Дуплексные изображения: имеют глубину цвета 8 бит/пиксел; могут присутствовать одна, две, три или четыре компонента, при этом каждая компонента может иметь свой цвет, реализуя одно и то же изображение; широко используются разновидности дуплексов: стальной тон (черный цвет с холодным голубым) и сепия (черный с коричневым)

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Изображения с индексированным цветом: могут быть цветными или монохромными; глубина цвета от 4 до 8 бит/пиксел, соответственно палитра может включать от 16 до 256 цветов; используется в web-графике

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Изображения в режиме RGB (аддитивная модель): могут содержать до 16,7 млн. цветов ; цвет каждой точки является результатом суммирования в различных пропорциях трех основных компонент (базовых цветов): красной, зеленой и синей; интенсивность каждого компонента изменяется в диапазоне от 0 до 255.

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Изображения в режиме CMY (субтрактивная модель): основными в модели являются голубой (cyan), пурпурный (magenta) и желтый (yellow) цвета; модуль является предпочтительной для печатных изданий

Характеристики растрового изображения (цветовая модель) Изображения в перцепционных моделях (модель lab): любой цвет описывается координатами в трехмерном пространстве; каждая из компонент изменяется в диапазоне от 0 до 255, глубина цвета 24 бита; компонента L управляет яркостью цвета; компонента a меняется от зеленого до пурпурного, компонента b от синего до желтого

Программное обеспечение для работы с растровой графикой Растровую графику применяют при разработке мультимедийных и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели используют сканированные изображения или фотографии. Последнее время для ввода растровых изображений нашли широкое применение цифровые фото- и видео камеры. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрации, ориентированный не столько на создание изображений, сколько на их обработку. Программа Adobe Photoshop

Понятие о векторной графике В векторной графике базовым элементом изображения является линия (прямая или кривая). Линия описывается математически как единый объект, поэтому объем данных для отображения объекта в векторной графике меньше, чем в растровой. Линия в векторной графике обладает свойствами: формой (кривая, прямая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Все прочие объекты векторной графики состоят из линий. Например, куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых образован четырьмя связанными линиями.

Понятие о векторной графике

Векторная графика - включает в себя изображения, полученные из математического описания, которое определяет положение, длину и направление всех нарисованных линий. Элементами векторного изображения являются геометрические объекты или примитивы, в качестве которых принимаются такие простые фигуры, как прямоугольник, окружность, эллипс, линия, поэтому векторная графика называется объектно- ориентированной. Каждому примитиву можно назначить определенные атрибуты (свойства) - толщину и цвет линии, разнообразные цветовые заливки. Преимущество векторной графики заключается в том, что форма, пространственное положение и цвет объектов описывается с помощью математических формул. Это обеспечивает сравнительно небольшие размеры файлов изображений, высокое качество трансформации объектов и независимость от разрешения печатающего устройства или монитора.

Программное обеспечение для работы с векторной графикой Программные средства для работы с векторной графикой предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степень для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро редакциях и издательствах. Программа Adobe Illustrator Программа Corel Draw

Примеры векторных изображений

Понятие о фрактальной графике Фрактал Fractal От лат.Fractus - состоящий из фрагментов Фрактал - объект, имеющий разветвленную структуру. Части фрактала подобны всему объекту. Фракталы используются в компьютерной графике для создания линий побережья, деревьев, облаков и других графических объектов. Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Однако базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Примеры фрактальных изображений

Программное обеспечение для фрактальной графики Программное обеспечение 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. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных изданий или электронных документов, на часто используют в развлекательных программах (например в заставках MS Windows