Основы компьютерной графики Автор – составитель: И.Э. Широкова По материалам из сети Интернет

Компьютерная графика Компьютерная графика – специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно- аппаратных вычислительных комплексов.

Виды компьютерной графики Растровая графика Векторная графика Фрактальная графика 3D графика Растровая графика Векторная графика Фрактальная графика 3D графика Виды компьютерной графики отличаются принципами формирования изображения

Принципы формирования изображения Растровая графика В растровом формате изображение задается по точкам, как мозаика. Эти точки называют пиксель (pixel). Цвет каждого пикселя задается независимым образом. Векторная графика Векторные изображения формируются из таких объектов, как точка, линия, окружность, прямоугольник и пр. Эти объекты хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

Основные достоинства Растровая графика являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, т.к. обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Векторная графика Изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла. Огромная точность (до сотой доли микрона). Небольшой размер файла Прекрасное качество печати. Возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности. Изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла. Огромная точность (до сотой доли микрона). Небольшой размер файла Прекрасное качество печати. Возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности.

Недостатки Растровая графика Масштабирование приводит к потере части информации, вызывает ухудшение качества изображения. Большой размер файла в сравнении с векторными изображениями. Масштабирование приводит к потере части информации, вызывает ухудшение качества изображения. Большой размер файла в сравнении с векторными изображениями. Векторная графика Не могут обеспечить высокую точность передачи градаций, цветов и полутонов.

Растровое изображение формируется из определенного количеств строк, каждая из которых содержит определенное количество точек (пикселов) Растровая графика

Например, изображение листа описывается конкретным расположением и цветом каждой точки, что создает изображение примерно также, как в мозаике Растровая графика

Растровое изображение составляется из мельчайших точек (пикселов) – цветных квадратиков одинакового размера. Растровая графика

Растровые изображения очень хорошо передают реальные образы. Они замечательно подходят для фотографий, картин и в других случаях, когда требуется максимальная "естественность". Такие изображения легко выводить на монитор или принтер, поскольку эти устройства тоже основаны на растровом принципе. Растровая графика

Одной из главных проблем растровых файлов является масштабирование : при существенном увеличении изображения появляется зернистость, ступенчатость, картинка может превратиться в набор неряшливых квадратов (увеличенных пикселей ). Растровое изображение и его увеличенная копия Растровая графика

При увеличении изображение становится размытым

при большом уменьшении существенно снижается количество точек, поэтому исчезают наиболее мелкие детали, происходит потеря четкости. Растровая графика

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора. Разрешающая способность монитора определяется максимальным количеством отдельных точек, которые он может генерировать. Она измеряется числом точек в одной горизонтальной строке и числом горизонтальных строк по вертикали.

Чем она выше, то есть больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных ПК в основном используют следующие разрешающие способности экрана: 640 на 480, 800 на 600, 1024 на 768 и 1280 на 1024 точки. Разрешающая способность дисплея не определяется монитором вообще, она определяется видеокартой и программным обеспечением, работающим с этим устройством.

Объем растрового изображения определяется умножением количества точек на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов.

Форматы файлов растровой графики Форматы файлов растровой графики

Форматы файлов растровой графики

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, т.к. обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Paint, Imaging, Adobe Photoshop, Corel Photo- Paint и др. являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, т.к. обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Paint, Imaging, Adobe Photoshop, Corel Photo- Paint и др.

Применение: для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов. Например, для: ретуширования, реставрирования фотографий; создания и обработки фотомонтажа, коллажей; применения к изображениям различных спецэффектов; после сканирования изображения получаются в растровом виде для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов. Например, для: ретуширования, реставрирования фотографий; создания и обработки фотомонтажа, коллажей; применения к изображениям различных спецэффектов; после сканирования изображения получаются в растровом виде

Векторная графика - оптимальное средство для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т.д.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и т.д.) оптимальное средство для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т.д.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и т.д.)

Векторное изображение рассматривается как графический объект, представляющий собой совокупность графических примитивов (точек, линий, прямоугольников, окружностей и т.д.) и описывающих их математических формул. Положение и форма графического объекта задается в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана 0 Векторная графика

Например, графический примитив точка задаётся своими координатами (Х, У), линия - координатами начала (Х1,У1) и конца (Х2,У2), окружность - координатами центра (Х, У) и радиусом (R), прямоугольник – координатами диагонали (Х1, У1) (Х2, У2) и т.д. Кроме того, для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная), толщина и цвет. X A (x1,y1) 0 B (x2,y2) O (x,y) R y B (x2,y2) A (x1,y1) A (x,y) Векторная графика

В векторном представлении – это три линии, каждая из которых описывается координатами ее концов ЛИНИЯ (3,2) – (3,8) ЛИНИЯ (4,5) – (7,2) ЛИНИЯ (4,5) – (7,8) Векторная графика

Векторное изображение масштабируется без потери качества Векторная графика

Векторное изображение можно расчленить на отдельные элементы (линии или фигуры), и каждый редактировать, трансформировать независимо Векторная графика

Сложные объекты векторной графики при увеличении можно рассматривать более подробно Векторная графика

Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами. Очень популярны такие программы, как CorelDRAW, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand. Векторная графика

В тех областях графики, где принципиальное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например в шрифтовых композициях, в создании фирменных знаков логотипов и пр., векторная графика незаменима. Векторная графика

Основной недостаток - то, что представлено в векторном формате почти всегда будет выглядеть, как рисунок. Но в последних версиях векторных программ внедряется все больше элементов "живописности" (падающие тени, прозрачности и другие эффекты, ранее свойственные исключительно программам точечной графики). Векторная графика

Программы для работы с векторной графикой: Corel Draw Adobe Illustrator Fractal Design Expression Macromedia Freehand AutoCAD Corel Draw Adobe Illustrator Fractal Design Expression Macromedia Freehand AutoCAD

Форматы VMF- Windows Metafile EMF - Windows Enhanced Metafile CGM - Computer Graphics Metafile EPS - Encapsulated PostScript DRW - Micrografx Desiner/Draw DXF - AutoCadformat 2-OT CDR - CorelDraw WPG - DrawPerfect PIC - Lotus Graphics HGL - HP Graphics Language VMF- Windows Metafile EMF - Windows Enhanced Metafile CGM - Computer Graphics Metafile EPS - Encapsulated PostScript DRW - Micrografx Desiner/Draw DXF - AutoCadformat 2-OT CDR - CorelDraw WPG - DrawPerfect PIC - Lotus Graphics HGL - HP Graphics Language

Применение: для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений; для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем; для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов; для моделирования объектов изображения; для создания 3-х мерных изображений; для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений; для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем; для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов; для моделирования объектов изображения; для создания 3-х мерных изображений;

Основные понятия компьютерной графики Разрешение Разрешение экрана Разрешение изображения Разрешение печатающего устройства Это свойство компьютерной системы и операционной системы (в пикселях) Это свойство принтера, выражает кол-во точек, которые могут быть напечатаны на участке определенной длины (в точках на дюйм) Это свойство самого изображения (dpi, точки на дюйм) 1 дюйм = 2,54 см

Размер отпечатка 75 dpi150 dpi300 dpi600 dpi 10 х 15 (фотоснимок) 380 Кбайт 1,5 Мбайт 6 Мбайт 24 Мбайт 25 х 30 (обложка журнала) 1,9 Мбайт 7,5 Мбайт 30 Мбайт 120 Мбайт 50 х 30 (разворот журнала 3,8 Мбайт 15 Мбайт 60 Мбайт 240 Мбайт

Размер иллюстрации 75 dpi150 dpi300 dpi600 dpi 640x480212x163108x8155x4028x20 800x600271x203136x10268x5134x x768344x260173x13088x6644x x864390x293195x14698x7349x x x406271x203136x10268x51

Цветовая модель RGB – красный, зеленый, синий (суммирующая модель, смешиваются оттенки исходных цветов, применяется в телевизорах и мониторах). По умолчанию применяется в графическом редакторе для подготовки изображений к просмотру на экране.

CMYK – применяется для печатания изображений. Вычитающая модель, цветовыми компонентами являются те, которые получаются вычитанием из белого цвета основных цветов. Голубой (Cyan) = белый - красный = зеленый + синий Пурпурный (Magenta) = белый – зеленый Желтый (Yellow) = белый – синий Черный (blacK) Цветовая модель

HSB – удобен для человека. Hue – оттенок цвета Saturation – насыщенность цвета Brightness – яркость цвета. Регулируя эти компоненты, получаем миллионы оттенков. Цветовая модель

Области применения При разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий В Интернете Вывод: Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В рекламных агентствах В дизайнерских бюро В редакциях и издательствах Вывод: Большинство векторных редакторов предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. В оформительских работах, основанных на применении шрифтов и простейших геометрических элементов. Растровая графика Векторная графика

Цветное изображение на экране получается путем смешивания трех базовых цветов : красного, синего и зеленого

Каждый пиксель на экране состоит из трех близко расположенных элементов, светящихся этими цветами Цветные дисплеи, использующие такой принцип называются RGB -мониторами Код цвета пикселя содержит информацию о доле каждого базового цвета