Что такое компьютерная графика кратко

Лекция «Компьютерная графика. Виды компьютерной графики»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

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:

Рисунок – графическая форма изображения, в основе которой лежит линия.

Чертеж – это контурное изображение проекции некоторых реально существующих или воображаемых объектов.

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.

ВИДЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

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:

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);

Недостатки растровой графики:

значительный объем файлов (определяется произведением площади изображения на разрешение и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности);

принципиальные сложности трансформирования пиксельных изображений;

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;

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

полная свобода трансформации (изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла);

небольшой размер файла по сравнению с растровым изображением;

прекрасное качество печати;

отсутствие проблем с экспортом векторного изображения в растровое;

объектно-ориентированный характер векторной графики (возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности);

Недостатки векторной графики

практически невозможно экспортировать из растрового формата в векторный (можно, конечно, трассировать изображение, хотя получить хорошую векторную картинку нелегко);

невозможно применение обширной библиотеки эффектов, используемых при работе с растровыми изображениями.

Сравнительная характеристика растровой и векторной графики

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

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.

КЛАССЫ ПРОГРАММ ДЛЯ РАБОТЫ С РАСТРОВОЙ ГРАФИКОЙ

Средства создания изображений :

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:

Средства создания фрактальных изображений

● 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:

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.

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.

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.

TIFF (Tagged Image File Format). Считается лучшим форматом для записи полутоновых изображений.

Источник

Компьютерная графика — огромный набор возможностей для современного художника

Компьютерная графика — совокупность методов создания и редактирования изображений с помощью компьютеров и специального программного обеспечения. В наши дни компьютерная графика многими специалистами признается отдельным видом визуального и интерактивного искусства эпохи Постмодернизма.

Компьютерная графика — это результат внедрения в искусство новейших технологий обработки данных, позволяющих художнику без использования традиционных инструментов и материалов решать важные творческие задачи:

Виды компьютерной графики

Компьютерную графику по способам создания изображений разделяют на 2 основные разновидности: двухмерную (2D) и трехмерную (3D). В двухмерной графике изображения создаются на плоскости, а в трехмерной — в пространстве.

В двухмерной векторной графике каждое изображение представляет собой набор простых геометрических объектов (точек, прямых, окружностей, многоугольников) с основными параметрами (цветом и толщиной линий). В растровой графике образ состоит из мельчайших точек — пикселей с заданными показателями цвета, прозрачности и яркости.

При работе с 2D графикой художник часто использует специальное устройство — планшет. С его помощью он на плоской поверхности электронным пером — стилусом, как пером или кистью рисует изображение на рабочей поверхности.

Принцип работы с трехмерной графикой кардинально отличается от предыдущего. Здесь действия художника очень схожи с творчеством скульптора. Каждый объект сначала моделируется в специальном трехмерном редакторе, а готовое изображение представляет собой плоскую проекцию совокупности всех исходных объектов.

Применение компьютерной графики

Сфера применения компьютерной графики сегодня не ограничивается научной и промышленной деятельностью. Ее широко используют в своей работе конструкторы, дизайнеры, архитекторы и аналитики для создания всевозможной документации и презентации своих проектов, а также фотохудожники при творческой обработке изображений.

Дополнительно, компьютерная графика применяется при создании:

Кроме того, в наши дни большой популярностью пользуется цифровая живопись, которую современные художники используют для написания картин разных стилей и жанров.

Цифровая живопись имеет ряд значительных преимуществ перед традиционной. Например, художник может в течение нескольких секунд подбирать нужный цвет и тип инструмента с помощью специальной программы, а также легко исправлять допущенные ошибки и сохранять начатую работу, чтобы вернуться к ней позже.

История компьютерной графики

История компьютерной графики берет свое начало с конца 40-х годов прошлого века, когда в компьютерах начали использовать электронно-лучевые трубки в качестве оперативной памяти. Уже тогда у специалистов появилась возможность создавать на экране осциллографов элементарные изображения, используя простейший код.

В 1952 году английский программист Александр Дуглас (Alexander Douglas) разработал первую в мире компьютерную игру «OXO» — виртуальный аналог знакомых всем крестиков-ноликов. Но в ней графика еще не использовалась. Только через 10 лет Стив Рассел (Steve Russell) создал полноценную игру с графикой «Spacewar!», в которой два игрока управляли космическими кораблями, а интерактивные фигурки челноков перемещались на экране монитора.

В 1955 году был изобретено световое перо — аналог современного стилуса, но сфера его применения была ограничена научной отраслью. В середине 1960-х вышли в свет первые мультфильмы, созданные с использованием компьютерной графики, которые вызвали огромный интерес у зрителей.

Но только в 70-х годах ХХ века с появлением цветных мониторов цифровая графика начала стремительно развиваться. Тогда же появились первые персональные компьютеры, что позволило приобщиться к технологиям создания цифровых изображений огромному количеству людей.

С этого момента значительно расширилась сфера применения цифровой графики, началась активная разработка компьютерных игр, вскоре появились первые графические редакторы и стандарты, а в середине 1990-х — красочные работы пионеров цифровой живописи.

С началом нового тысячелетия для компьютерной графики наступила эра новых возможностей. Благодаря развитию уникальных цифровых технологий, доступности компьютеров и программного обеспечения, перед современными художниками открыты грандиозные перспективы для творческой самореализации.

Источник

Компьютерная графика: основные виды и их особенности

Что такое компьютерная графика, области ее применения

Компьютерная графика – это сфера деятельности, которая характеризуется совокупностью компьютеров и специального программного обеспечения для работы с изображениями, их создания и редактирования. Это также способ преобразования визуальной информации из реальности в оцифрованный вид и ее обработка и хранение.

Области применения:

Изначально компьютерная графика применялась как инструмент визуализации результатов задач науки и производства. Для лучшего понимания решений с помощью графической обработки они создавались в виде чертежей или диаграмм. Использовался режим символьной печати. Позже посредством графопостроителей вычерчивались на поверхности бумаги чернильным пером. В настоящее время программное обеспечение позволяет представлять результаты вычислений максимально наглядно.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Ее назначение – наглядно выводить показатели эффективности работы различных предприятий и находиться в составе электронных таблиц. Показатели выполнения планов, отчеты, статистика трансформируются в иллюстрации.

Входит в элементы систем автоматизации проектирования (САПР) для работы инженеров, строителей, архитекторов. Пример использования: позволяет создавать изображения на плоскости, такие как сечения или проекции, а также изображения в трехмерном пространстве.

Прикладное программное обеспечение, технология создания произвольных рисунков и чертежей на экране компьютера. Самые простые из них – графические редакторы.

Развитию направления создания рекламы, компьютерных игр, мультиков, презентаций поспособствовало телевидение. Для получения правдоподобных и движущихся картинок, постановки освещения в соответствии с законами оптики уже требуется компьютер высокой мощности, так как это сопровождается огромным количеством электронных вычислений.

Вариант цифрового искусства, в котором используется растровая графика и пиксельное редактирование изображения.

Пиксель – точка растрового изображения.

Пиксели бывают в виде точек или квадратов. Ранние компьютерные игры или игры на телефоне были сделаны с помощью пиксельной графики.

Это метод создания движущего изображения после объединения его нескольких промежуточных состояний и сложных математических расчетов типов движения. Существует множество видов анимации: мультипликация по ключевым кадрам, программируемая анимация, анимация вручную и т.д.

Направление сочетает в себе вывод на экран изображения высокого качества и его звуковое сопровождение.

Понятия компьютерной графики

Цветовая модель RGB

Наиболее популярная цветовая модель, которая воспроизводит цвет на экране, складывая красный, зеленый и синий. Устанавливается зависимость между специальными параметрами для трех цветов, такие как яркость и интенсивность и выражаются в цифровых значениях от 0 – самого темного до 255 – самого светлого. При сложении в конечном цвете учитываются именно эти параметры. В данной модели цвет является вектором в трехмерной системе координат, образуя куб, внутри которого «расположены» все возможные цвета. Модель RGB применяется для телевизоров, мониторов, разных экранных панелей.

Цветовая модель CMY (K)

В модели CMY используют цвета RGB, отраженные от белой бумаги – голубой, малиновый и желтый и противоположны красному, зеленому и синему соответственно. Цвет формируется на белом фоне и в равных числовых значениях трех цветов получается черный.

Модель CMY используется в полиграфии и цветных принтерах. Но из-за больших затрат краски и получения при печати вместо черного грязного коричневого, в модель ввели ключевой цвет (K) – черный – в этом и различие моделей. Появилась четырехцветная модель CMYK.

Цветовая модель НSB

Предыдущие модели были ориентированы на цветопередающую аппаратуру, но из-за иного цветовосприятия человеком в реальной жизни создали модель НSB. Ее особенность – создание визуально интуитивных оттенков насыщенности и яркости. Система представлена в виде координат цилиндрической формы. Добавление белого уменьшает насыщенность, а добавление черного уменьшает яркость.

Основные виды компьютерной графики, краткая характеристика, достоинства и недостатки

Двухмерная (2D)

Двухмерная графика представляет собой плоскую картинку и имеет два измерения – ширину и высоту. Объема добиваются художественной игрой теней и света. Часто используется для производства макетов, логотипов, баннеров, интерфейсов. Двухмерная графика представлена растровой, векторной и фрактальной графикой.

Растровая графика

Самый распространенный вид, что связано со специфичностью восприятия картинки человеком. Свет отражается от поверхности объекта и, попадая на сетчатку, анализируется многомиллионными клетками глаза, чувствительными к свету. Световой сигнал кодируется и разбивается на части, которые мозг собирает и воспринимает в виде объемного предмета. Растровая графика построена на том же принципе, но есть отличие – она работает в обратную сторону и похожа на листок в клетку, где каждая клетка имеет свой цвет.

Растр – совокупность пикселей, образующих сетку/матрицу.

Характеристиками растрового изображения являются размер пикселей и их расположение.

Достоинствами такого вида графики являются автоматизированный ввод информации, реалистичность, высокая скорость обработки, адаптация под все программы. Недостатки: занимают много памяти, портится качество при масштабировании.

Векторная графика

Векторное изображение состоит из стандартных геометрических элементов, таких как точки, прямые, окружности и т.д. Для каждого элемента задаются параметры толщины, заливки цветом. Иллюстрации создаются с использованием формул и координат. Так, для изображения треугольника требуется указать координаты его вершин. Достоинства: занимает мало памяти, не портиться качество при масштабировании, одинаковы на всех устройствах. Недостатки: слишком примитивно для некоторых изображений, нет автоматизированного ввода.

Фрактальная графика

Картинка строиться по принципу передачи «наследственных» характеристик одного геометрического объекта другому.

Фрактал – фигура, состоящая из частей, дублирующих целую фигуру.

Фракталы нашли применение в других видах компьютерной графики, которые уже были рассмотрены, а также в 3D графике. Достоинства: автоматическое отображение компьютером, поэтому не требует хранение объектов в памяти компьютера. Недостатки: высокая вычислительная нагрузка, не развиты инструменты для обработки изображения.

Трехмерная графика

С помощью нее создаются изображения в трехмерном пространстве, имеющие ширину, высоту и глубину, которые могут быть рассмотрены со всех сторон и под разными углами. Трехмерные объекты классифицируются на:

Полигоны – прямоугольные фигуры, из которых строятся модели.

Воксел – элемент трехмерного объекта, имеющий растр в 3D пространстве.

Трехмерная графика используется во всех сферах: в машиностроении, дизайне, играх, кино, рекламе. Достоинства: реалистичность, свобода в трансформации моделей. Недостатки: занимает много памяти, требует мощное программное обеспечение, платные 3D-редакторы.

Источник