Компьютерная графика. Виды компьютерной графики
Изучает способы обработки и форматирования графического изображения с помощью компьютера.
Какие задачи решает компьютерная графика?
Следующие три типа задач: 1) Перевод словесного описания в графическое изображение. 2) Задача распознавания образов, то есть перевод картинки в описание. 3) Редактирование графических изображений.
Направления компьютерной графики
Во-первых, иллюстративное направление. Оно является самым широким из всех, так как охватывает задачи начиная от простой визуализации данных и заканчивая созданием анимационных фильмов. Во-вторых, саморазвивающееся направление: компьютерная графика, темы и возможности которой поистине безграничны, позволяет расширять и совершенствовать свои навыки. В-третьих, исследовательское направление. Оно включает в себя изображение абстрактных понятий. То есть применение компьютерной графики направлено на создание изображения того, что не имеет физического аналога. Зачем? Как правило, с целью показать модель для наглядности либо проследить изменение параметров и скорректировать их.
Какие существуют виды компьютерной графики. Еще раз: что такое компьютерная графика? Это раздел информатики, изучающий способы и средства обработки и создания графического изображения с помощью техники. Различают четыре вида компьютерной графики: растровая, векторная, фрактальная и 3-D графика. Каковы их отличительные черты? В первую очередь виды компьютерной графики различаются по принципам формирования иллюстрации при отображении на бумаге или на экране монитора.
|
|
|
Растровая графика
Базовым элементом растрового изображения или иллюстрации является точка. При условии, что картинка находится на экране, точка называется пикселем. Каждый из пикселей изображения обладает своими параметрами: цветом и расположением на холсте. Основная проблема растрового изображения – это большие объемы данных. Второй недостаток растровой графики – необходимость увеличить картинку для того, чтобы рассмотреть детали. Кроме того, при сильном увеличении происходит пикселизация изображения, то есть разделение его на пиксели, что в значительной степени искажает иллюстрацию.
Векторная графика
Элементарной составляющей векторной графики является линия. Естественно, что в растровой графике тоже присутствуют линии, однако они рассматриваются как совокупность точек. А в векторной графике все, что нарисовано, является совокупностью линий. Этот тип компьютерной графики идеален для того, чтобы хранить высокоточные изображения, такие как, например, чертежи и схемы. Информация в файле хранится не как графическое изображение, а в виде координат точек, с помощью которых программа воссоздает рисунок.
|
|
|
Таким образом, можно прийти к выводу, что векторные файлы, по сравнению с растровыми, занимают гораздо меньший объем памяти.
Трехмерная графика
3D-графика, или трехмерная графика, изучает методы и приемы создания объемных моделей объектов, максимально соответствующие реальным. Подобные изображения можно рассмотреть со всех сторон. компьютерная графика информатика Гладкие поверхности и разнообразные графические фигуры используются с целью создания объемных иллюстраций. С их помощью художник создает сначала каркас будущего объекта, а потом поверхность покрывают такими материалами, которые визуально похожи на реальные. Далее делают гравитацию, осветление, свойства атмосферы и прочие параметры пространства, в котором находится изображаемый объект. Затем, при условии, что объект движется, задают траекторию движения и его скорость. Фрактальная графика Фракталом называется рисунок, состоящий из одинаковых элементов. Большое количество изображений являются фракталами.
Итак, перечислим основные области компьютерной графики: 1) моделирование; 2) проектирование; 3) отображение визуальной информации; 4) создание пользовательского интерфейса.
|
|
|
Компьютерная графика. Адаптер. Растр. Пиксель. Разрешающие способности
Графический адаптер это:
Видеока́рта (известна также как графи́ческая пла́та, графи́ческая ка́рта, видеоада́птер)— устройство, преобразующее изображение, находящееся в памяти компьютера, в видеосигнал для монитора. Обычно видеокарта является платой расширения и вставляется в разъём расширения, универсальный (ISA, VLB, PCI, PCI-Express) или специализированный ( Современные видеокарты не ограничиваются простым выводом изображения, они имеют встроенный графический микропроцессор, который может производить дополнительную обработку, разгружая от этих задач центральный процессор компьютера. Например, все современные видеокарты NVIDIA и AMD(ATi) поддерживают приложения.
Современная видеокарта состоит из следующих частей:
графический процессор (Graphics processing unit - графическое процессорное устройство) — занимается расчётами выводимого изображения, освобождая от этой обязанности центральный процессор, производит расчёты для обработки команд трёхмерной графики. Является основой графической платы, именно от него зависят быстродействие и возможности всего устройства.
|
|
|
видеоконтроллер — отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора.
видеопамять — выполняет роль кадрового буфера, в котором хранится изображение, генерируемое и постоянно изменяемое графическим процессором и выводимое на экран монитора (или нескольких мониторов).
цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП, RAMDAC - Random Access Memory Digital-to-Analog Converter) — служит для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор.
система охлаждения -предназначена для сохранения температурного режима видеопроцессора и видеопамяти в допустимых пределах.
Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей — цветных точек (обычно прямоугольных) на мониторе, бумаге и других отображающих устройствах. Важными характеристиками изображения являются:
Размер изображения в пикселях — может выражаться в виде количества пикселей по ширине и по высоте (800×600px, 1024×768px, 1600×1200px и т. д.) или же в виде общего количества пикселей (так изображение размером 1600×1200px состоит из 1 920 000 точек, то есть примерно 2 мегапикселей);
Количество используемых цветов или глубина цвета (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2 k {\displaystyle N=2^{k}} где N {\displaystyle N} — количество цветов, k {\displaystyle k} — глубина цвета);
Цветовое пространство (цветовая модель) — RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.;
Разрешение изображения — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины).
Растровую графику редактируют с помощью растровых графических редакторов. Создаётся растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, а также путём экспорта из векторного редактора или в виде снимков экрана.
Преимущества
- Растровая графика позволяет создать практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла;
- Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов;
- Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование;
- Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных устройств вывода), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры, а также сотовые телефоны.
Недостатки
- Большой размер файлов у простых изображений;
- Невозможность идеального масштабирования;
- Невозможность вывода на печать на векторный графопостроитель.
Из‑за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.
Основным элементом растрового изображения является точка или пиксел (pixel). Под этим термином часто понимают несколько различных понятий.
На практике эти понятия часто обозначают так:
· пиксел - отдельный элемент растрового изображения;
·
видеопиксел- элемент изображения на экране монитора;
·
точка - отдельная точка, создаваемая принтером.
· Цвет каждого пиксела растрового изображения - черный, белый, серый или любой из спектра - запоминается с помощью комбинации битов. Чем больше битов используется для этого, тем большее количество оттенков цветов для каждого пиксела можно получить. Добавление одного бита удваивает количество значений, которое можно закодировать. Байтом - группой из восьми битов - можно закодировать 2 в степени 8 = 256, а тремя байтами - 24 битами можно закодировать 2 в степени 24 или 256*256*256=16777216 различныхцветов.
Число битов, используемых компьютером для хранения информации о каждом пикселе, называетсябитовой глубиной или глубиной цвета. Наиболее простой тип растрового изображения состоит из пикселов, имеющих два возможных цвета - черный и белый. Для хранения такого типа пикселов требуется один бит в памяти компьютера, поэтому изображения, состоящие из пикселов такого вида называются 1-битовыми изображениями. Число возможных и доступных цветов или градаций серого цвета каждого пиксела равно двум в степени, равной количеству битов, отводимых для каждого пиксела. О 24-битовых изображениях часто говорят как об изображениях с естественными цветами, так как такого количества цветов более чем достаточно, чтобы отобразить всевозможные цвета, которые способен различить человеческий глаз.
Поскольку пикселы не имеют своих собственных размеров, они приобретают их только при выводе на некоторые виды устройств, такие как монитор или принтер. Для того чтобы помнить действительные размеры растрового рисунка, файлы растровой графики иногда хранят разрешающую способность растра. Разрешающая способность это просто число элементов заданной области. Чем выше разрешение (т.е. число точек, цвета которых сохранены) тем, в общем случае, выше качество изображения. Когда говорят о растровой графике, то минимальным элементом обычно является пиксел, а заданной областью дюйм (1 дюйм=2,54 см). Поэтому разрешающую способность файлов растровой графики принято задавать в пикселах на дюйм. Файлы растровой графики занимают большое количество памяти компьютера. Некоторые картинки занимают большой объем памяти из-за большого количества пикселов, любой из которых занимает некоторую часть памяти. Наибольшее влияние на количество памяти занимаемой растровым изображением оказывают три факта:
• размер изображения;
• битовая глубина цвета;
• формат файла, используемого для хранения изображения.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 766; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!