XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Понятие компьютерной графики.

Компьютерная графика – это наука, один из разделов информатики, изучающая способы формирования и обработки изображений с помощью компьютера. Компьютерная графика является одним из наиболее «молодых» направлений информатики, она существует около 40 лет [6].

Компьютерная графика (машинная, цифровая графика) – область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента для создания изображений, а также для обработки визуальной информации, полученной из реального мира (фото, видео). Также компьютерной графикой называют и результат этой деятельности. Первые вычислительные машины не имели специальных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры. С развитием компьютерных технологий развивалось и направление компьютерная графика [7].

Области применения цифровой графики

Научная графика – первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше представить полученные результаты, производилась их графическая обработка, строились графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства – графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика – область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки – для них с помощью компьютерной графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Иллюстративная графика – рисование, черчение, моделирование на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика популярна во многом благодаря развитию фотографии, рекламы и телевидения. С помощью компьютера создаются печатные материалы, различного рода рекламная продукция, мультфильмы, компьютерные игры, интерактивные и видеоуроки, слайд- и видеопрезентации. Кроме графических редакторов, для этих целей используются графические пакеты, требующие больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и движущихся картинок. Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связаны с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, расположения теней, фактуры поверхности требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация – создание движущихся изображений. Художник создает на экране рисунки начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

Мультимедиа – объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

Научная работа. Компьютерная графика является также одной из областей научной деятельности. В области компьютерной графики защищаются диссертации, а также проводятся различные конференции. На факультете вычислительной математики и кибернетики (ВМиК) МГУ им. М. В. Ломоносова действует лаборатория компьютерной графики [3].

3. Виды графики

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения и отображения изображения на плоскости монитора. Как и в любом другом искусстве в компьютерной графике есть свои специфические виды графических изображений. К ним относятся: растровое изображение; векторное изображение; трехмерное изображение; фрактальное изображение.

Растровое изображение

Растровое изображение – это картинка построенная из отдельных точек растра (пикселей) разного цвета. Растровое изображение похоже на мозаику.

Высокое качество растрового изображения (большая глубина цвета и больше пикселов), требует много памяти компьютера или носителя информации, для каждого пиксела.

Обрабатываются растровые изображения специальными растровыми редакторами (Photo Paint, Adobe Photoshop и прочие). Главный минус растровых изображений, заключается в том, что рисунок коверкаются и возникают крайне нежелательные эффекты при изменении размера. Цифровая фотография это всегда растровое изображение.

Распространенные растровые форматы:

JPEG, JPG

BMP

GIF

PNG

PSD (Adobe Photoshop)

PCX PCX

PICT (Macintosh)

TIFF

Обычно принтеры печатают на бумаге собственно пиксельные изображения. Мониторы показывают то же пиксельную картинку, это отлично видно сквозь увеличительное стекло [4].

Векторное изображение

Векторное изображение - это совокупность разнообразных простых и сложных геометрических объектов.

Они объектно-ориентированные изображения, т.е. могут определяться множеством точек, объединенных математическими соотношениями. Обычно это простейшие геометрические формы и фигуры (прямоугольники, квадраты, круги, многоугольники, эллипсы, отрезки прямых и т.п.). В основе картинки заложен векторный каркас.

Обычно, векторная графика применяется для простых легких изображений, а так же для показа отдельных шрифтов.

Главная особенность такой графики это то, что для каждого предмета или объекта настраиваются управляющие параметры, определяющие внешний вид полной картинки. К примеру, квадрат имеет параметры: толщина линии ребра, его цвет, цвет внутренней области, длинна ребра.

Векторные изображения, относительно растровых, могут быть увеличены, без потери качества рисунка или фигуры, почти до бесконечности, еще они имеют меньший объем самих файлов.

Обрабатываются векторные изображения векторными редакторами(Adobe Illustrator, Corel Draw, FreeHand) Работа с векторными изображениями предполагает большую гибкость [5].

Основные векторные форматы:

EPS (Encapsulated PostScript)

CDR (CorelDRAW)

WMFWindowsMetafile

CMX (Corel Exchange)

AI(AdobeIllustrator)

DXF CAD

CGM Computer Graphics Metafile

Трехмерное изображение

Этот вид компьютерной графики вобрал в себя очень много из векторной, а также из растровой компьютерной графики. Применяется она при разработке дизайн-проектов интерьера, архитектурных объектов, в рекламе, при создании обучающих компьютерных программ, видео-роликов, наглядных изображений деталей и изделий в машиностроении и др. Трёхмерная компьютерная графика позволяет создавать объёмные трёхмерные сцены с моделированием условий освещения и установкой точек зрения. Яндекс.Директ Преимущества ПО BIM от Tekla Создавайте точные повторно используемые данные на всех этапах проекта. Узнать больше tekla.com Для изучения приёмов и средств композиции, таких как передача пространства, среды, светотени, законов линейной, воздушной и цветовой перспективы здесь очевидны преимущества этого вида компьютерной графики над векторной и растровой графикой. В трехмерной графике изображения (или персонажи) моделируются и перемещаются в виртуальном пространстве, в природной среде или в интерьере, а их анимация позволяет увидеть объект с любой точки зрения, переместить в искусственно созданной среде и пространстве, разумеется, при сопровождении специальных эффектов. Трехмерный объект, шар в пространстве, тень Трёхмерная компьютерная графика, как и векторная, является объектно-ориентированной, что позволяет изменять как все элементы трёхмерной сцены, так и каждый объект в отдельности. Этот вид компьютерной графики обладает большими возможностями для поддержки технического черчения. С помощью графических редакторов трёхмерной компьютерной графики, например Autodesk 3D Studio, можно выполнять наглядные изображения деталей и изделий машиностроения, а также выполнять макетирование зданий и архитектурных объектов, изучаемых в соответствующем разделе архитектурно-строительного черчения. Наряду с этим может быть осуществлена графическая поддержка таких разделов начертательной геометрии, как перспектива, аксонометрические и ортогональные проекции, т.к. принципы построения изображений в трёхмерной компьютерной графике частично заимствованы из них [2].

Список литературы :

esate.ru , 2007-2018 [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://esate.ru/article/cg/dizayn/osnovnye_vidy_kompyuternoy_grafiki/

esate.ru , 2007-2018 [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://esate.ru/article/cg/dizayn/trekhmernaya_grafika/

Stepanov & K. 2008 [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://informaks.narod.ru/texno_pro.htm#%D0%93%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0

Nix Studio Edition [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://nix-studio-edition.ru/tutorials/glossariy/1134-rastr.html

Nix Studio Edition [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://nix-studio-edition.ru/tutorials/glossariy/1135-vektor.html

viktoriastar.ru [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.viktoriastar.ru/stati-i-obzori/kompiyternaia-grafika.html

Студия компьютерной графики [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

https://grafika-26.jimdo.com/%D0%BE-%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B5/

Код для цитирования: Скопировать