Кодировка цвета в компьютерной графике
ЛЕКЦИЯ 1. СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Введение
Компьютерная графика – это специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств вычислительной техники. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Компьютерная графика находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности: медицину (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки.
В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на:
В зависимости от цветового охвата компьютерную графику делят на черно-белую и цветную.
В зависимости от специализации по отдельным областям компьютерная графика бывает: инженерная, научная, Web -графика, компьютерная полиграфия и пр.
На стыке компьютерных, телевизионных и кинотехнологий зародилась и стремительно развивается сравнительно новая область компьютерной графики и анимации.
Термин "компьютерная графика" возник в 1965 году и с того времени компьютерная графика активно применяется в жизни и широко используется в разных областях.
|
|
|
Наиболее важная область использования компьютерной графики – обработка деловой информации. Это оформление документации, построение графиков, чертежей, схем, подготовка наглядного и иллюстративного материала, в форме документа на бумаге, на экране, на пленке и так далее. При этом чаще всего используются такие программные пакеты и их графические возможности, как CorelDraw, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Chart-Master, Vision, трёхмерные Маyа, 3DStudio Мах. Кроме того, графические блоки имеют распространенные офисные пакеты, например. MS Word, MS Excel, MS PowerPoint и самый простой Paint, встроенный в операционную систему Windows.
Все более активно используется компьютерная графика в учебных системах. Доказано, что материал, сопровождаемый изображением и звуком, легче воспринимается и усваивается, запоминается на более длительный срок.
Используются графические программные пакеты в машинной геометрии и сложной машинной графике, в системах автоматизированного проектирования (САПР), в архитектуре, строительстве и дизайне.
Широко известное направление – использование компьютерной графики в компьютерных играх и при создании мультипликации. Мультипликация используется не только в играх, но и в деловых разработках (например, в архитектуре и дизайне), в рекламе, при демонстрации деловых предложений.
|
|
|
Кодировка цвета в компьютерной графике
Изображение в компьютерной графике формируется как будто на прямоугольной сетке, которая разделена на отдельные мелкие элементы - квадраты или точки, называемые пикселями.
Пиксель - это точка экрана или распечатки, полученной на принтере, самый простой элемент изображения. Каждый пиксель имеет координаты по горизонтали и вертикали, обусловленные его местом на прямоугольной сетке.
Считается, что пиксель не имеет никакого размера. Он лишь область памяти компьютера, который хранит информацию о цвете, хотя на экране обычного устройства отображения (электронно-лучевой трубки) можно рассмотреть отдельные точки, диаметр которых меньше третьей части миллиметра.
Пиксель может быть окрашен в любой цвет. Цвет запоминается в компьютере с помощью комбинации битов. Чем больше битов для этого используются, тем больше оттенков цветов имеет изображение. Наиболее простой тип изображения состоит из пикселей, которые имеют два возможных цвета – черный и белый. Изображения, которые состоят из пикселей этого вида, называются однобитными.
|
|
|
Количество битов, которые используются для кодировки цвета пикселя, называется битовой или пиксельной глубиной. Если каждый пиксель для сохранения информации о цвете требует; например, 2-3-8 или 24 бита, изображение будет называться 2-3-8 или 24-х битовым изображением и при этом говорят, что используется 2-3-8- или 24-х разрядная палитра.
Число доступных цветов равняется двум в степени, равной количеству битов в пикселе. Если битовая глубина пикселя равняется 1, то используется два цвета, если количество битов для кодировки цвета пикселя равняется 2, то имеем 22 возможных комбинаций, или четыре возможных цвета, как это описано в таблице 1.
Таблица 1. Битовая глубина и количество цветов
Битовая глубина Количество возможных Кодировка цветов__ ___ __
(разрядность цветов ____________________________ __
палитры) _________________________________________________ __
1_____________________ 2________________ 0,1____________________ __
2______________ _______ 4________________ 00,01,10,11_____________ __
4_____________ ______ 16 0000, 0001, 0010, .0011;..,1111___
8______________ _____ 256_______________ 00000000, 00000001,…,11111111_
24_____________ ____ 16777216____________ Аналогично к предыдущему___
Графические данные, с которыми работает компьютер, являются числовыми последовательностями, записанными по определенным правилам с помощью программ создания изображений. Выделяют векторные, растровые и объектные данные.
|
|
|
Растровая графика
Для растровых изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. При этом следует различать:
• разрешение оригинала;
• разрешение экранного изображения;
• разрешение печатного изображения.
Разрешение оригинала. Разрешение оригинала измеряется в точках на дюйм ( dots per inch — dpi ) и зависит от требований к качеству изображения
и размеру файла, способу оцифровки или методу создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.
Разрешение экранного изображения. Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселом . Размер пиксела варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения (из диапазона стандартных значений), разрешения оригинала и масштаба отображения.
Мониторы для обработки изображений с диагональю 20-21 дюйм (профессионального класса), как правило, обеспечивают стандартные экранные разрешения 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200, 1600x1280, 1920x1200, 1920x1600 точек. Расстояние между соседними точками люминофора у качественного монитора составляет 0,22-0,25 мм.
Для экранной копии достаточно разрешения 72 dpi, для распечатки на цветном или лазерном принтере 150-200 dpi, для вывода на фотоэкспонирующем устройстве 200-300 dpi. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величина разрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем линиатура растра устройства вывода. В случае, если твердая копия будет увеличена по сравнению с оригиналом, эти величины следует умножить на коэффициент масштабирования.
Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры. Размер точки растрового изображения как на твердой копии (бумага, пленка и т. д.), так и на экране зависит от примененного метода и параметров растрирования оригинала. При растрировании на оригинал как бы накладывается сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм ( lines per inch — Ipi ) и называется линиатурой .
Векторная графика
Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике—линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике.
Линия — элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами {текстуры, карты) или выбранным цветом.
Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами.
Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями. Возможно представить куб и как двенадцать связанных линий, образующих ребра.
Рис. 1. Объекты векторной графики
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 51; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!