Компьютерная графика примеры: Компьютерная графика что такое? Виды компьютерной графики

Компьютерная графика что такое? Виды компьютерной графики

В век информационных технологий компьютерная графика получила широкое распространение во всем мире. Почему она так популярна? Где она применяется? И вообще, что такое компьютерная графика? Давайте разберемся!

Компьютерная графика: что такое?

Проще всего – это наука. Кроме того, это один из разделов информатики. Он изучает способы обработки и форматирования графического изображения с помощью компьютера.

Уроки компьютерной графики на сегодняшний день существуют и в школах, и в высших учебных заведениях. И трудно сегодня найти область, где она не была бы востребована.

Также на вопрос: «Что такое компьютерная графика?» — можно ответить, что это одно из многих направлений информатики и, кроме того, относится к наиболее молодым: оно существует около сорока лет. Как и всякая иная наука, она имеет свой определенный предмет, цели, методы и задачи.

Какие задачи решает компьютерная графика?

Если рассматривать этот раздел информатики в широком смысле, то можно увидеть, что средства компьютерной графики позволяют решать 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

Несмотря на то что сфера применения этой области информатики, бесспорно, крайне широка, можно выделить основные направления компьютерной графики, где она стала важнейшим средством решения возникающих задач.

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, несмотря на то, что для обработки картинки с помощью компьютера существует огромное количество различных программ. Это 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. Разумеется, что чем меньше размеры пикселей и больше их количество, тем лучше выглядит картинка.

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.

Соответственно, для каждой из точек линии резервируется одна из ячеек памяти. Необходимо заметить, что в векторной графике объем памяти, занимаемый одним объектом, остается неизменным, а также не зависит от его размера и длины. Почему так происходит? Потому что линия в векторной графике задается в виде нескольких параметров, или, проще говоря, формулой. Что бы мы ни делали с ней в дальнейшем, в ячейке памяти будут изменяться лишь параметры объекта. Количество ячеек памяти останется прежним.

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.

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. К примеру, снежинка Коха, множество Мандельброта, треугольник Серпинского, а также «дракон» Хартера-Хейтчея.

Фрактальный рисунок можно построить либо с помощью какого-либо алгоритма, либо путем автоматического создания изображения, которое осуществляется путем вычислений по заданным формулам.

Модификация изображения происходит при внесении изменений в структуру алгоритма или смене коэффициентов в формуле.

Главным преимуществом фрактальной графики является то, что в файле изображения сохраняются только формулы и алгоритмы.

Однако необходимо заметить, что выделение данных направлений весьма условно. Кроме того, оно может быть детализировано и расширено.

Итак, перечислим основные области компьютерной графики:

1) моделирование;

2) проектирование;

3) отображение визуальной информации;

4) создание пользовательского интерфейса.

Где применяется компьютерная графика?

В инженерном программировании широко используется трехмерная компьютерная графика. Информатика в первую очередь пришла на помощь инженерам и математикам. Средствами трехмерной графики происходит моделирование физических объектов и процессов, например, в мультипликации, компьютерных играх и кинематографе.

Растровая графика широко применяется при разработке полиграфических и мультимедийных изданий. Очень редко иллюстрации, которые выполняются средствами растровой графики, создаются с помощью компьютерных программ вручную. Зачастую с этой целью пользуются отсканированные изображения, которые художник изготовил на фотографии или бумаге.

В современном мире широко применяются цифровые фото- и видеокамеры с целью ввода растровых фотографий в компьютер. Соответственно, подавляющее большинство графических редакторов, которые предназначены для работы с растровой графикой, ориентированы не на создание изображений, а на редактирование и обработку.

Растровые изображения применяются в интернете в том случае, если есть необходимость передать всю цветовую гамму.

А вот программы для работы с векторной графикой, наоборот, чаще всего используются с целью создания иллюстраций, ежели для обработки. Подобные средства нередко используют в издательствах, редакциях, дизайнерских бюро и рекламных агентствах.

Средствами векторной графики гораздо проще решаются вопросы оформительских работ, которые основаны на применении простейших элементов и шрифтов.

Бесспорно, существуют примеры векторных высокохудожественных произведений, однако они являются скорее исключением, чем правилом, по той простой причине, что подготовка иллюстраций средствами векторной графики необычайно сложна.

Для автоматического создания изображений с помощью математических расчетов созданы программные средства, работающие с факториальной графикой. Именно в программировании, а не в оформлении или рисовании состоит создание факториальной композиции. Факториальная графика редко применяется с целью создания электронного или печатного документа, однако ее нередко используют в развлекательных целях.

Урок 22Компьютерная графика и области ее применения. Понятие растровой и векторной графики

§18. Компьютерная графика
§21. Растровая и векторная графика

Компьютерная графика

Основные темы параграфа:

— история компьютерной графики;

— научная графика;

— деловая графика;

— конструкторская графика;

— иллюстративная графика;

— трехмерная графика;

— компьютерная анимация.

Изучаемые вопросы:

— История компьютерной графики

— Области применения компьютерной графики.

— Два принципа представления изображения.

— Растровая графика

— Векторная графика.

В наше время редко найдется школьник, который бы не играл в компьютерные игры или хотя бы не видел, как в них играют другие. На экране монитора, как на телеэкране, бегают человечки, летают самолеты, мчатся гоночные машины… Чего только нет! Причем качество цветного изображения на современном персональном компьютере бывает лучше, чем у телевизора.

Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой.

Как же получаются все эти «картинки» на экране компьютера? Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию. Монитор — это устройство вывода информации, хранящейся в памяти компьютера. Значит, и «картинки» на экране — это отображение информации, находящейся в компьютерной памяти.

История компьютерной графики

Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность — важнейшее условие для понимания.

Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей (рис. 4.1).

С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу — графопостроители (другое название — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и пр. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике произошла с появлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки и чертежи в таком же виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок, чертежных инструментов.

Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографии.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.

Научная графика

Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов (рис. 4.2).

Деловая графика

Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы (рис. 4.3).

Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся позже.

Конструкторская графика

Она применяется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств (рис. 4.4).

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные изображения.

Иллюстративная графика

Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования и черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности, поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами. Подробнее о графических редакторах речь пойдет ниже.

Трехмерная графика

Трехмерной графикой (3D-графикой) называют технологию, позволяющую получать на устройствах вывода компьютера объемные изображения. Программы для работы с трехмерной графикой называют программами трехмерного моделирования. Эти программы позволяют создавать высококачественные изображения, очень похожие на фотографии. В самом названии «трехмерный» заложено указание на то, что объект рассматривается в трех измерениях (ширина, высота и глубина). В то же время экранное изображение трехмерных объектов, как и печатное, является всего лишь их двумерным образом. Эти образы на экране выглядят вполне реально благодаря наличию источников света, естественной окраске, присутствию теней и бликов, придающих изображению глубину и делающих его визуально правдоподобным (рис. 4.5).

Таким образом, основная задача пользователя программы трехмерного моделирования — создать сцену — совокупность образов трехмерных объектов.

Широкое применение 3D-графика находит в архитектурном и техническом проектировании, рекламе, кинематографии, различных учебных и тренажерных системах, компьютерных играх.

Создание изображений в программах трехмерного моделирования состоит из пяти этапов.

1. Моделирование — создание формы трехмерного объекта.

2. Наложение материалов. Материалы — краски и текстуры, которыми покрываются объекты. Кроме того, материалы определяют такие свойства объектов, как шероховатость, блеск, прозрачность.

3. Расстановка источников света. Освещение придает сцене ощущение объемности и реальности, так как источники света способны создавать тени, когда их лучи падают на объекты.

4. Установка камер. Программы трехмерного моделирования предоставляют возможность рассматривать сцену через виртуальную съемочную камеру (фотоаппарат). Камера может устанавливаться в разных позициях, что дает возможность отражать сцену в различных ракурсах.

5. Визуализация — формирование изображения. Визуализация выполняется специальным программным обеспечением и может занимать довольно продолжительное время, зависящее от сложности сцены и быстродействия компьютера. Именно на этом этапе программа рассчитывает и наносит на изображение все тени, блики и отражения объектов.

На первых четырех этапах используются законы векторной графики. В результате визуализации создается растровое изображение.

Компьютерная анимация

Получение движущихся изображений на мониторе компьютера называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Существуют системы, в которых используется покадровая анимация, основанная на ключевых (наиболее важных) кадрах. Компьютерный художник создает на экране лишь изображения объектов в ключевых кадрах, а все положения объектов в промежуточных кадрах рассчитываются специальными программами.

Такая работа связана с расчетами, опирающимися на математическое описание данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения (рис. 4.6).

Многие современные анимационные фильмы создаются в технологии трехмерной графики. В некоторых игровых фильмах наряду с «живыми» артистами и реальными декорациями участвуют персонажи, созданные на компьютере. Одним из первых известных фильмов такого рода были «Звездные войны». Многие компьютерные игры построены в технологии 3D-анимации.

В начале появления 3D-анимации такая работа была по силам только суперкомпьютерам. Позже для персональных компьютеров были разработаны устройства под названием 3D-акселераторы (ускорители трехмерной графики). На современных ПК эти устройства делают доступными для пользователей трехмерные игры.

Коротко о главном

Компьютерная графика — область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Для создания графических изображений требуется специальное программное обеспечение — графические пакеты.

Основные области применения компьютерной графики: научная графика, деловая графика, конструкторская графика, иллюстративная графика, трехмерная графика.

Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на экране монитора.

Вопросы и задания

1. Что называют компьютерной графикой?

2. Каким способом создавали рисунки на ЭВМ до появления аппаратных и программных средств компьютерной графики?

3. На какие устройства производится вывод графических изображений?

4. В чем преимущество графического дисплея перед другими устройствами графического вывода?

5. Опишите основные области применения компьютерной графики.

6. Что такое компьютерная анимация?

Растровая и векторная графика

Основные темы параграфа:

— два принципа представления изображения;

— растровая графика;

— векторная графика.

Изучаемые вопросы:

— История компьютерной графики

— Области применения компьютерной графики.

— Два принципа представления изображения.

— Растровая графика

— Векторная графика.

Два принципа представления изображения

В компьютерной графике существуют два различных подхода к представлению графической информации. Они называются, соответственно, растровым и векторным. С растровым подходом вы уже знакомы. Суть его в том, что всякое изображение рассматривается как совокупность точек разного цвета. Векторный подход рассматривает изображение как совокупность простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок и пр., которые называются графическими примитивами.

В растровой графике графическая информация — это совокупность данных о цветах пикселей на экране. В векторной графике графическая информация — это данные, однозначно определяющие все графические примитивы, составляющие рисунок.

Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана. Сетка пикселей совпадает с координатной сеткой. Горизонтальная ось X направлена слева направо; вертикальная ось Y — сверху вниз.

Отрезок прямой линии однозначно определяется указанием координат его концов; окружность — координатами центра и радиусом; многоугольник — координатами его вершин; закрашенная область — граничной линией и цветом закраски и пр.

Для примера рассмотрим «маленький монитор» с растровой сеткой размером 10 х 10 и черно-белым изображением. На рисунке 4.11 одна клетка соответствует пикселю. Приведено изображение буквы «К». Для кодирования изображения в растровой форме на таком экране требуется 100 битов (1 бит на пиксель).

На рисунке 4.12 этот код представлен в виде битовой матрицы, в которой строки и столбцы соответствуют строкам и столбцам растровой сетки (1 обозначает закрашенный пиксель, а 0 — незакрашенный).

В векторном представлении буква «К» — это три линии. Всякая линия описывается указанием координат ее концов в таком виде:

ЛИНИЯ (X1,Y1,X2,Y2)

Изображение буквы «К» на рис. 4.11 описывается следующим образом:

ЛИНИЯ (4,2,4,8)

ЛИНИЯ (5,5,8,2)

ЛИНИЯ (5,5,8,8)

Для цветного изображения кроме координат указывается еще один параметр — цвет линии.

Для создания рисунков на компьютере используются графические редакторы. Графические редакторы бывают растровыми и векторными ^*. Графическая информация о рисунках, созданных с помощью редактора, сохраняется в файлах на диске. Существуют разнообразные форматы графических файлов. Их также можно разделить на растровые и векторные форматы. Растровые графические файлы хранят информацию о цвете каждого пикселя изображения на экране. В графических файлах векторного формата содержатся описания графических примитивов, составляющих рисунок.

^*
Графический редактор Paint является растровым, a CorelDraw — векторным.

Растровая графика

Растровые графические редакторы называют программами «картинного стиля», поскольку в них есть инструменты, которые используют художники при рисовании картин: «кисти», «краски», «ластики» и др. При создании растрового изображения пользователь словно водит кистью по «электронному полотну», закрашивая каждый пиксель рисунка, или стирает закраску пикселей, используя «ластик».

При вводе изображений с помощью сканера (фотографий, рисунков, документов) также формируются графические файлы растрового формата. При выводе таких изображений на экран достигается их высокое качество (рис. 4.13). Это основное достоинство растровой графики.

Основной недостаток растровой графики — большой размер графических файлов. Простые растровые картинки занимают несколько десятков или сотен килобайтов. Реалистические изображения, полученные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, могут занимать несколько мегабайтов. По этой причине информация в файлах растрового формата, как правило, хранится в сжатом виде. Для сжатия графической информации используются специальные методы, позволяющие сократить ее объем в десятки раз.

Еще одним недостатком растровых изображений является их искажение, возникающее при изменении размеров, вращении и других преобразованиях. Картинка, которая прекрасно выглядела при одном размере, после масштабирования или вращения может потерять свою привлекательность. Например, в областях однотонной закраски могут появиться ненужные узоры; кривые и прямые линии могут приобрести пилообразную форму и т. п.

Векторная графика

Векторные изображения получаются с помощью графических редакторов векторного типа — редакторов иллюстративной графики. Эти редакторы предоставляют в распоряжение пользователя набор инструментов и команд, с помощью которых создаются рисунки. Прямые линии, окружности, эллипсы и дуги являются основными компонентами векторных изображений. Одновременно с процессом рисования специальное программное обеспечение формирует описания графических примитивов, из которых строится рисунок. Эти описания сохраняются в графическом файле.

На рисунке 4.14 показан экран векторного редактора OpenOffice.org Draw (ОС Linux).

К достоинствам векторной графики можно отнести следующие ее свойства.

Графические файлы векторного типа имеют относительно небольшие размеры. Рисунки, состоящие из тысяч примитивов, занимают дисковую память, объем которой не превышает нескольких сотен килобайтов. Аналогичный растровый рисунок требует в 10 — 1000 раз большую память.

Векторные изображения легко масштабируются без потери качества. Чтобы изменить размер векторного рисунка, нужно исправить его описание. Например, для увеличения или уменьшения эллипса достаточно в его описании изменить координаты левого верхнего и правого нижнего углов прямоугольника, ограничивающего эллипс. И снова для рисования объекта будет использовано максимально возможное число пикселей.

Следует понимать, что различие в представлении графической информации в растровом и векторном форматах существует лишь для файлов. При выводе на экран любого изображения в видеопамяти формируется информация, содержащая данные о цвете каждого пикселя экрана.

Коротко о главном

Существуют два подхода к представлению изображения на компьютере: растровый и векторный.

Растровая графическая информация — это сведения о цвете каждого пикселя при выводе изображения на экран.

Векторная графическая информация — это описания графических элементов (примитивов), из которых составлен рисунок: прямых линий, дуг, эллипсов, прямогоугольников, закрасок и пр.

Растровые графические редакторы формируют графические файлы с данными растрового типа. Векторные редакторы формируют графические файлы векторных форматов.

При сканировании изображений формируется графическая информация растрового типа.

Растровый формат позволяет получать изображения фотографического качества; растровые графические файлы имеют большой размер и обычно подвергаются сжатию.

Файлы векторного формата относительно невелики. Векторное изображение хорошо поддается растяжению и сжатию, не теряя при этом качества.

Вопросы и задания

1. В чем разница между растровым и векторным способами представления изображения?

2. Что такое графические примитивы?

3. Какая информация хранится в файлах растрового типа и в файлах векторного типа?

4. Что такое система графических координат?

5. С помощью каких средств (программных, технических) получается растровая и векторная графическая информация? Подготовьте доклад.

6. Какой способ представления графической информации экономнее по использованию памяти?

7. Для чего производится сжатие файлов растрового типа?

8. Как реагируют растровые и векторные изображения на изменение размеров, вращения?

9. Получите растровые коды и векторы описания для изображения букв «Н», «Л», «Т» на черно-белом экране с графической сеткой размером 8 x 8.

Электронное приложение к уроку

Cкачать материалы урока

Основные виды компьютерной 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;

Есть еще и символьное изображение. О нем речь не пойдет, потому что оно устарело и на сегодняшний день практически не используется. Дизайнеры работают с каждым изображением по-разному, используя различные графические пакеты программ.

Растровая графика
Надо сказать, что этот вид графики наиболее распространен, а связанно это, в первую очередь, с особенностями восприятия человеком изображения. Свет, отражённый от поверхности предмета проецируется на сетчатку глаза, где он воспринимается миллионами светочувствительных клеток глаза. Происходит кодирование светового сигнала, он разбивается на множество частей, которые в свою очередь попадают в мозг, где и воспринимается как объёмный предмет.

Тот же процесс напоминает и растровая графика при демонстрации на мониторе компьютера, только в обратном порядке. Растровая графика напоминает нам лист клетчатой бумаги или шахматную доску, на которой любая клетка закрашивается определенным цветом, образуя (в совокупности) рисунок. Основной минимальный элемент растровых изображений — точка, еще она называется пиксель.

Его мы можем сравнить с одной клеточкой бумаги. Из множества пикселей (клеточек) и состоит растровое компьютерное изображение. А вот Растр – это сетка или матрица, которая состоит из точек (пикселей). Растр имеет очень много различных характеристик, которые фиксируются компьютером. Нужно помнить две важные характеристики: размер и расположение пикселей – характеристики, которые фиксируются компьютером. Файл растровых изображений должен их сохранить, чтобы создать картинку.

Еще одна важная характеристика для растровых изображений — цвет. Так, например, изображение описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки. Вы видели мозаичное панно? Так вот, в растровой графике эти действия похожи на создание изображения в технике мозаики. Более подробно о растровой графике мы поговорим на третьем уроке, который называется «Растровая графика».

Векторная графика
Чем же интересно векторное изображение, используемое в компьютерной графике? Во-первых, с помощью векторной графики можно решить много художественно-графических задач. Во-вторых, возможность масштабирования векторного изображения без потери качества может быть ценна, например, при создании большой по размеру рекламы. Увеличение или уменьшение объекта производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. Любое векторное изображение можно представить в виде набора векторных объектов, расположенных определенным образом друг относительно друга.

Векторное изображение можно сравнить с аппликацией, состоящей из кусочков цветной бумаги, наклеенных (наложенных) один на другой. Однако, в отличие от аппликации, в векторном изображении легко менять форму и цвет составных частей. Векторный графический объект включает два элемента: контур и его внутреннюю область, которая может быть пустой или иметь заливку в виде цвета, цветового перехода (градиента), или мозаичного рисунка. Контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым.

Контур в векторном объекте выполняет двойную функцию. С помощью контура можно менять форму объекта. Контур векторного объекта можно оформлять (тогда он будет играть роль обводки), предварительно задав его цвет, толщину и стиль линии. Именно этот вид изображений в компьютерной графике называют объектно-ориентированным. Почему? А потому, что каждый элемент изображения представляет собой отдельный объект, у которого можно изменить контур, заливку цветом, пропорции.

Возможность редактирования (изменения) контура может применяться при работе над дизайном изделия из стекла, керамики и вообще пластичных материалов. Очень хорошо применять векторное изображение при разработке орнамента (в круге, квадрате, полосе, овале) для украшения декоративного изделия (слайд-шоу из орнаментов). Разработав всего один элемент орнамента, его можно много раз повторить (размножить) без дополнительной прорисовки, сэкономив много времени для другой работы. Особенно важно, что векторное изображение изначально позволяет выполнять точные геометрические построения, следовательно, чертежи и другую конструкторскую документацию

К большому сожалению, векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или множеством мелких элементов, например, фотографий. Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или множеством графических элементов (примитивов), каждый из которых является формулой. Все это приводит к большому файлу. Файлы растровых изображений имеют гораздо больший размер, чем векторные, так как в памяти компьютера каждый из объектов этой графики сохраняется в виде математических уравнений. При этом параметры каждой точки в файле растровой графики задаются индивидуально. Вот откуда такие огромные размеры файлов в этой графике.

Остается добавить, что наиболее популярными графическими программами, предназначенными для обработки векторных изображений, являются Adobe Illustrator и CorelDRAW.

Трехмерная графика

Ее еще называют объектно-ориентированной. Это позволяет изменять как все элементы трехмерной сцены, так и каждый объект в отдельности. 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 т. д. 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, переместить в искусственно созданной среде и пространстве, разумеется, при сопровождении специальных эффектов.

Эти свойства трехмерной графики позволяют создавать и кинопродукцию профессионального качества. Интересно, что в процессе разработки трехмерной графики и ее анимации человек выступает в качестве режиссера и оператора, поскольку ему приходится придумывать сюжет, содержание и композицию каждого кадра и распределять движение объекта или объектов сцены не только в пространстве, но и во времени. Что же требует трехмерная графика от человека? В первую очередь, умение моделировать различные формы и конструкции при помощи программных средств, а также знания ортогонального (прямоугольного) и центрального проецирования. Последнее называется перспективой.

Фрактальная графика
Этот вид компьютерной графики является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся и перспективных. Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. В основу метода построения изображений во фрактальной графике положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.

О каждом из представленных видов компьютерной графики будет более подробно рассказано в следующих уроках.

Основы компьютерной графики — Офтоп на DTF

Что если я скажу, что мир не настоящий, а хорошо проработанная компьютерная графика, помещенная в виртуальную реальность? Тогда создатель этого мира по праву может считать себя богом. Звучит как сюжет фантастического фильма? Дайте CG десяток лет, и фантазии превратятся в пугающую реальность.

Однако, уже сейчас освоив компьютерную графику вы сможете использовать ее для веб-дизайна, 3D-игр, 3D-печати, анимации, виртуальной реальности, архитектурной визуализации, эффектов для кино и многого другого. В этой статье мы разберем основы компьютерной графики и ответим на два важных вопроса: “С чего начать?” и “Какой софт использовать?”. Сосредоточьтесь, мы начинаем.

Компьютерная графика или по другому CG — Computer Graphics разделяется на двумерную и трехмерную. Хоть статья в основном о 3D графике, скажу пару слов о 2D.

Сравнение векторной и растровой графики

Двумерная графика

Двумерную графику обычно разделяют на векторную и растровую, хотя отдельно называют еще и фрактальный тип обособления изображений, говорить о котором мы не будем. Это тема отдельной статьи.

Векторная графика — представляет из себя набор геометрических примитивов, например: точки, прямые, окружности, прямоугольники. На страницах web-сайтов вектор можно увидеть в качестве шрифтов, иконок, логотипов. Вектор может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитировать трехмерную графику, чем не может похвастаться растровая графика, которая берет за основу пиксели.

Растровая графика — всегда оперирует матрицей пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности или комбинация этих значений. В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании. Как пример растра — любые картинки, изображения, фотографии.

Это все очень интересно, теперь у вас есть базовое понимание о двумерной графике, которое пригодится веб-дизайнерам, 2D аниматорам, художникам. А теперь перейдем к графике будущего.

Трехмерная графика

Независимо от того, в какой области вы хотите развиваться, базовое понимание 3D необходимо во всех, и то, что вы узнаете в одной области, часто можн

Компьютерная графика

Содержание урока

3.2.1. Сферы применения компьютерной графики

3.2.2. Способы создания цифровых графических объектов

3.2.3. Растровая и векторная графика

3.2.4. Форматы графических файлов

Вопросы и задания

Электронное приложение к учебнику

Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

Практическая работа №7. «Обработка и создание растровых изображений». Задания 1 — 2

Практическая работа №7. «Обработка и создание растровых изображений». Задания 3 — 4

Практическая работа №7. «Обработка и создание растровых изображений». Задания 5 — 6

Практическая работа №7. «Обработка и создание растровых изображений». Задания 7 — 8

Практическая работа №7. «Обработка и создание растровых изображений». Задания 9 — 10

3.2.1. Сферы применения компьютерной графики

Ключевые слова:

•	 графический объект
•	 компьютерная графика
•	 растровая графика
•	 векторная графика
•	 форматы графических файлов

Рисунки, картины, чертежи, фотографии и другие графические изображения будем называть графическими объектами.

Компьютерная графика — это широкое понятие, обозначающее:

1) разные виды графических объектов, созданных или обработанных с помощью компьютера;

2) область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов.

Компьютерная графика прочно вошла в нашу повседневную жизнь.

Она применяется:

• для наглядного представления результатов измерений и наблюдений (например, данных о климатических изменениях за продолжительный период, о динамике популяций животного мира, об экологическом состоянии различных регионов и т. п.), результатов социологических опросов, плановых показателей, статистических данных, результатов ультразвуковых исследований в медицине и т. д.;

• при разработке дизайнов интерьеров и ландшафтов, проектировании новых сооружений, технических устройств и других изделий;

• в тренажёрах и компьютерных играх для имитации различного рода ситуаций, возникающих, например, при полете самолёта или космического аппарата, движении автомобиля и т. п.;

• при создании всевозможных спецэффектов в киноиндустрии;

• при разработке современных пользовательских интерфейсов программного обеспечения и сетевых информационных ресурсов;

• для творческого самовыражения человека (цифровая фотография, цифровая живопись, компьютерная анимация и т. д.).

Примеры компьютерной графики показаны на рис. 3.5.

Рекомендуем вам познакомиться со следующими Интернет-ресурсами:

• www.gismeteo.ru/cards/flakes/ — с помощью компьютерных инструментов вы можете «вырезать» любую снежинку;

• http://www.pimptheface.com/create/ — можно создать лицо, пользуясь большой библиотекой губ, глаз, бровей, причёсок и других фрагментов.

План-конспект по информатике и икт на тему: Виды компьютерной графики. Понятие растровой графики

ГАПОУ СО «Вольский медицинский колледж им.З.И.Маресевой»

Дисциплина «ИНФОРМАТИКА»

Специальность «34.02.01- Сестринское дело»

2 семестр, Лекция № 15

Тема лекции  «Виды компьютерной графики. Понятие растровой графики»

Цели лекции:

 Образовательные:

• Познакомить студентов  со сферами применения компьютерной графики;
• дать представление о типах компьютерных изображений 
• студенты должны овладеть новыми знаниями о возможностях растровой и векторной компьютерной графики, понять различия растрового и векторного способов представления графической информации.
• организовать деятельность студентов для закрепления знаний по теме «Растровые изображения на экране монитора. Палитра цветов»; помочь обучающимся целостно представить проект изучения новой темы, объяснить значимость данной темы, показать возможности ее практического применения.

Обучающие:

• Способствовать формированию представлений о растровой графике, растровых редакторах и форматах; векторной графики.
• Показать различные виды кодирования.
• Выявить преимущества двоичного кодирования информации.

Развивающие:

• Продолжить развивать умение студентов высказываться на заданную тему, сопоставлять, анализировать, логически мыслить.
• Способствовать развитию логического мышления, создать условия для развития у студентов  умения структурировать информацию, выделять главное.

Воспитательные:

• Активизировать у студентов  формирование познавательной потребности, интереса к предмету.
• Воспитывать интерес к предмету, воспитывать уважительное отношение к  своим одноклассникам, аккуратность и дисциплинированность.
• Продолжить воспитание у учащихся доброжелательного отношения друг к другу

Тип урока: изучения новых знаний;

Лекция информационная – передача определенной информации, освоение нового материала

Материально-техническое обеспечение лекции мультимедийная техника, компьютеры

Учебно-методическое оснащение лекции: рабочая программа, технологическая карта лекционного занятия, конспект лекции.

Структура лекционного занятия:

1. Организационный момент (3 минуты).
2. Актуализация базовых знаний (5 минуты).
3. Изложение нового материала (35 минут)
4. Перемена –(5 минут)
5. Изложение нового материала (25 минут)
6. Закрепление изученного материала (10 минут)
7. Подведение итогов урока. Рефлексия (4 минуты).
8. Домашнее задание. (2 минуты)

Лекционное занятие разработано на основе рабочей программы по  учебной дисциплине «Информатика», разработанной в соответствии с требованиями ФГОС среднего (полного) общего образования. Приказ Министерства образования и науки РФ от 17.05.2012г. № 413 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования» с изменениями и дополнениями от 29.12.2014г.

Содержание лекции направлено на формирование УУД,  т. е. способность студента к саморазвитию и самосовершенствованию путём сознательного и активного присвоения нового социального опыта.

1. Организационный момент, Проверка готовности к уроку

Урок начинается с приветствия студентов. Затем преподаватель отмечает присутствующих в группе.

2. Актуализация базовых знаний.

Преподаватель старается подвести студентов к новой теме, задает несложные вопросы.

Одним из первых умений, которое приобретает человек в своей жизни, порой ещё даже не научившись говорить, является умение рисовать. Мы рисуем на бумаге, на асфальте, на холсте, на доске. Но в последнее время желающих рисовать всё больше привлекает компьютер.

-Как вы думаете, почему?

Конечно. Мир компьютерной графики необъятен. Это и несколько миллионов цветов в палитре, это и возможность “оживить” картинку, это и различные эффекты, применить которые на обычной бумаге достаточно сложно или невозможно вообще. На компьютере можно дополнить понравившуюся картину великого художника своими персонажами, да ещё и заставить их двигаться. И всё это можно сделать, не имея специального образования!..

-Мы с вами уже немного говорили о графической информации. В каких программах вы уже работали и создавали рисунки? (Paint, MS WORD)

— Как вы думаете, делятся ли компьютерные изображения на различные типы или все они формируются одинаково?

Межпредметные связи –

литература – художественное оформление литературных произведений,

математика – кодирование информации – числовые счисления.

биология – рисунки строение клеток

анатомия – анатомические рисунки строения человека

3.Изложение нового материала.

Преподаватель поясняет тему нового урока, цель работы. Затем преподаватель приступает к объяснению новой темы.

Все вы хоть раз в жизни играли в компьютерные игры, видели как на экране монитора бегают человечки, летают самолеты, мчатся гоночные машины. Никогда не задавали себе вопрос: как же получаются все эти картинки на экране? Вы хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию. Монитор — это устройство вывода информации, хранящейся в памяти компьютера. Значит и эти картинки на экране — это отображение информации, находящейся в компьютерной памяти.

(слайд 2) Итак, раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой 

Определение: Компьютерная графика (также машинная графика) — область деятельности, в которой компьютеры наряду со специальным программным обеспечением используются в качестве инструмента, как для создания (синтеза) и редактирования изображений, так и для оцифровки визуальной информации, полученной из реального мира с целью дальнейшей её обработки и хранения.

(слайд 3) История компьютерной графики

Режим символьной печати

Первые компьютеры использовались лишь для решения научных   и производственных  задач.  Для того  чтобы  лучше  понять  полученные результаты, человек брал бумагу,  карандаши, линейки и другие чертежные  инструменты  и  чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе  говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений.

Довольно быстро  возникла идея поручить  графическую обработку  самой  машине.  Представление данных  на  мониторе компьютера в графическом  виде впервые было реализовано  в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой частью  подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных.

Первоначально  программисты   научились  получать  рисунки в режиме символьной печати.  На  бумажных  листах с  помощью символов  (звездочек, точек,  крестиков,  букв) получались  рисунки,  напоминающие  мозаику.  Так  печатались графики  функций, изображения течений  жидкостей  и газов, изображения электрических и магнитных полей.

С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения.

Графопостроители (плоттеры)

Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу — графопостроители. С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления графопостроителями стали создавать специальное программное обеспечение

Графические дисплеи

Настоящая  революция в компьютерной графике  произошла с появлением графических  дисплеев.  На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки,  чертежи в таком же виде, как  на бумаге с помощью  карандашей,  красок,  чертежных инструментов.

Все типы персональных компьютеров  оснащены  графическими дисплеями. Поэтому машинная графика стала особенно популярна с распространением  персональных компьютеров, начиная с 80-х гг.

Благодаря  графическим   возможностям   ПК удалось  сделать этот  класс машин привлекательным для широкого круга  пользователей. Стали  появляться различные направления в компьютерной графике.

Графические пакеты

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими пакетами

(слайд 4) Рассмотрим области применения компьютерной графики

• Научная графика
• Деловая графика
• Конструкторская графика
• Иллюстративная графика
• Художественная и рекламная графика
• Компьютерная анимация

(слайд 5)  Научная графика

Это направление появилось самым первым. Назначение – визуализация объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов

(слайд 6) Деловая графика

Эта  область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная докумен- тация, статистические  сводки — это объекты,  для которых  с  помощью деловой  графики  создаются иллюстративные  материалы. Программные  средства  деловой   графики   обычно   включаются в состав табличных процессоров.

(слайд 7) Конструкторская графика

Используется в работе инженеров- конструкторов, изобретателей  новой техники.  Этот вид ком- пьютерной   графики  является  обязательным элементом  систем автоматизации  проектирования  (САПР). Графика   в  сочетании с  расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной  конструкции, наиболее   удачной  компоновки   деталей, прогнозировать последствия, к которым могут  привести измене- ния в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать как проекции и сечения, так и пространственные, трехмерные изображения.

(слайд 8) Иллюстративная графика

Программные  средства  иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования,  черчения,  подобно  тому,  как  он  это делает  на бумаге с помощью  карандашей, кисточек, красок,  циркулей,  линеек и других инструментов.  Пакеты иллюстративной графики  не имеют какой-то  производственной направленности, поэтому  они относятся к  прикладному программному  обеспечению общего назначения. Простейшие программные  средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

(слайд 9) Художественная и рекламная графика

Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной. С помощью  компьютера создаются  рекламные ролики, мультфильмы,  компьютерные игры,  видеоролики,  видеопрезентации и многое другое. Графические  пакеты  для этих  целей требуют  больших ресурсов компьютера  по быстродействию  и памяти.  Отличительной особенностью  этого класса графических пакетов является возможность создания  реалистических  изображений,  а  также  «движущихся картинок».
Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты,  при- ближения, удаления, деформации — все это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности  объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, фактуры поверхности  требует расчетов,  учитывающих  законы  оптики.

(слайд 10) Компьютерная анимация

Это получение движущихся изображений на мониторе компьютера. Слово «анимация» означает «оживление».  в недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояния движущегося объекта, а все остальное рассчитает и изобразит компьютер. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

Принципы представления изображения

(слайд 11) В компьютерной графике существуют два различных подхода к представлению графической информации. Они называются соответственно растровым и векторным. Суть растрового изображения  в том, что всякое изображение рассматривается как совокупность точек разного цвета. Векторный подход рассматривает изображение как совокупность простых элементов: прямых линии, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, закрасок и пр., которые называются графическими примитивами.  

(слайд 12) Положение и форма графических примитивов задаются в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана.

Сетка пикселей совпадает с координатной сеткой. Горизонтальная ось X направлена слева направо; вертикальная ось Y — сверху вниз.

Отрезок прямой линии однозначно определяется указанием координат его концов; окружность — координатами центра и радиусом; многоугольник — координатами его вершин; закрашенная область — граничной линией и цветом закраски и пр.

Для примера возьмем «маленький монитор» с растровой сеткой размером 10×10 и черно-белым изображением. Одна клетка соответствует пикселю. Рассмотрим изображение буквы «К». Для кодирования изображения в растровой форме на таком экране требуется 100 битов. Тогда растровый код будет представлен в виде битовой матрицы, где «1» обозначает закрашенный пиксель, а «0» — незакрашенный.

(слайд 13) В векторном представлении буква «К» — это три линии. Всякая линия описывается указанием координат ее концов.

Для цветного изображения кроме координат указывается еще один параметр — цвет линии.

Для создания рисунков на компьютере используются графические редакторы. Графические редакторы бывают растровыми и векторными.

(слайд 14) Графическая информация о рисунках, созданных с помощью редактора, сохраняется в файлах на диске. Существуют разнообразные форматы графических файлов. Их также можно разделить на растровые и векторные форматы.

Растровые графические файлы хранят информацию о цвете каждого пикселя изображения на экране.

В графических файлах векторного формата содержатся описания графических примитивов, составляющих рисунок.

Растровые графические редакторы называют программами «картинного стиля», поскольку в них есть инструменты, которые используют художники при рисовании картин: «кисти», «краски», «ластики» и др. При создании растрового изображения пользователь словно водит кистью по «электронному полотну», закрашивая каждый пиксель рисунка, или стирает закраску пикселей, используя «ластик».

При вводе изображений с помощью сканера (фотографий, рисунков, документов) также формируются графические файлы растрового формата.

Основное достоинство растровой графики состоит в том, что при высокой разрешающей способности монитора растровое изображение может иметь фотографическое качество.

Основной недостаток — большой размер графических файлов. Простые растровые картинки занимают несколько десятков или сотен килобайтов. Реалистические изображения, полученные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, могут занимать несколько мегабайтов.

Еще одним недостатком растровых изображений является их искажение, возникающее при изменении размеров, вращении и других преобразованиях. Картинка, которая прекрасно выглядела при одном размере, после масштабирования или вращения может потерять свою привлекательность.

Векторные изображения получаются с помощью графических редакторов векторного типа.

Эти пакеты предоставляют в распоряжение пользователя набор инструментов и команд, с помощью которых создаются рисунки. Прямые линии, окружности, эллипсы и дуги являются основными компонентами векторных изображений.

Одновременно с процессом рисования специальное программное обеспечение формирует описания графических примитивов, из которых строится рисунок. Эти описания сохраняются в графическом файле.

Достоинством векторной графики является малый объем файла. Рисунки, состоящие из тысяч примитивов, занимают дисковую память, объем которой не превышает нескольких сотен килобайтов. Аналогичный растровый рисунок требует в 10 – 1000 раз большую память.

Векторные изображения легко масштабируются без потери качества.

Недостатки: нет фотографического изображения, могут искажаться при печати.

(учащиеся записывают таблицу из презентации в тетрадь)

4. Перемена – 5 минут

5.Изложение нового материала

(Слайд 15) Понятие растровая графика

Основным (наименьшим) элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселом. Каждый пиксел растрового изображения имеет свойства: размещение и цвет. Чем больше количество пикселей и чем меньше их размеры, тем лучше выглядит изображение. Большие объемы данных — это основная проблема при использовании растровых изображений. Для активных работ с большеразмерными иллюстрациями типа журнальной полосы требуются компьютеры с исключительно большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и более). Разумеется, такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные процессоры.

(Слайд 16) Достоинства растровой графики:

1. Возможность воспроизведения изображений любого уровня сложности. Количество деталей, воспроизводимых на изображении во многом зависит от количества пикселов.
2. Точная передача цветовых переходов.
3. Наличие множества программ для отображения и редактирования растровой графики. Абсолютное большинство программ поддерживают одинаковые форматы файлов растровой графики. Растровое представление, пожалуй, самый «старый» способ хранения цифровых изображений.

(Слайд 17) Недостатки растровой графики

1. Большой размер файла. Фактически для каждого пиксела приходится хранить информацию о его координатах и цвете.
2. Невозможность масштабирования (в часности, увеличения) изображения без потери качества.

(Слайд 18) Форматы растровой графики

Не смотря на кажущуюся простоту представления растровой графики, ее форматов существует «вагон и маленькая тележка»! И их количество продолжает меняться — какие-то форматы устаревают, какие-то только начинают разрабатываться. Описывать все — долго и не интересно, я опишу только те, которые, на мой взгляд, могут быть интересны дизайнерам и фотостокерам.

GIF(Graphics Interchange Format) если не самый популярный, то уж точно второй по популярности формат растровой графики, используемый для публикации изображений в WEB. Хотя некоторые называют его «устаревшим», альтернативы ему пока нет. Дело в том, что это фактически единственный растровый формат графики, поддерживающий анимацию. На данный момент, на сколько мне известно, существует еще 2 формата с анимацией — MNG и APNG, которые, вероятно и заменят GIF, но пока их поддерживают далеко не все браузеры и графические редакторы.

Преимущества формата GIF:

1. небольшой размер изображения
2. поддержка прозрачности
3. возможность создания покадровой анимации

К недостаткам можно отнести маленькое количество возможных цветов (до 256) и отсутствие передачи полупрозрачности. GIF сейчас широко используется для создания анимированных рекламных банеров.

PNG(Portable Network Graphics) — еще один формат растровой графики, поддерживающий прозрачность, причем не только обычную прозрачность, как GIF, но и полупрозрачность — плавный переход цвета в прозрачную область. Целью создания PNG как раз и была замена GIF, так как компания CompuServe — разработчик формата GIF в 1995 году на 10 лет запатентовала алгоритм сжатия, использованный при создании gif-картинок, что делало невозможным бесплатное использование данного формата в коммерческих проектах.

Преимущества PNG:

1. Возможность создания полноцветного изображения с цветовыми переходами и полутонами.
2. Сохранение графической информации при помощи алгоритма сжатия без потерь.
3. Возможность использования альфа-каналов, то есть, попросту говоря, прозрачности и, более того — полупрозрачности, что позволяет создавать плавные переходы цвета в прозрачную область.

Недостатка у PNG, на мой взгляд, всего 2:

1. Невозможность создания анимированного изображения
2. Неоднозначное «понимание» прозрачности формата PNG интернет-браузерами. Некоторые браузеры, в основном устаревшие версии, отказываются отображать прозрачные области изображения формата PNG и закрашивают их серым цветом. Но этот недостаток, я думаю, скоро перестанет быть актуальным.

TIFF(Tagged Image File Format) — формат для хранения изображений высокого качества, поддерживает любые из существующих цветовые модели, обеспечивает широкий диапазон изменения глубины цвета, поддерживает работу со слоями. Хранение информации в формате TIFF возможно как с потерями, так и без потерь. Фотокамеры, не поддерживающие RAW-формат иногда могут делать снимки в формате TIFF.

На фотобанки, у которых есть возможность загружать дополнительные форматы к основному изображению в формате JPEG (Dreamstime.com, iStock.com) в качестве дополнительного можно загружать TIFF.

Недостатком формата является большой вес файла, гораздо бОльший, нежели файл RAW-формата такого же качества — каждый снимок в TIFF весит от 8 до 20Мб.

RAW(в переводе с английского «raw» — сырой)

Формат RAW появился благодаря цифровым фотоаппаратам. RAW — это по-сути «отпечаток», который остается на матрице фотоаппарата в момент съемки, а точнее целых 3 отпечатка — в красном, зеленом и синем цветах. Кроме этих отпечатком в RAW-файле хранятся и некоторые другие данные, которые в подобном случае носят скорее справочный характер, диктующие RAW-конвертеру с какой интерсивностью отразить на экране каждый из цветных каналов для разных пикселов — это балланс белого, цветовое пространство и т.д. Изменение этих параметров никак не отразится на исходной информации, вы можете их безболезненно изменить и в любой момент вернуться к первоначальному виду. С полученным в результате экспорта другим растровым форматом работать будет уже гораздо проблематичнее. Расширения у файлов в формате RAW могут быть разные (.cr2,.crw,.nef и т.д.) в зависимости от марки фотоаппарата — у каждого производителя камер свой способ хранения информации. Для редактирования RAW-файлов и преобразования их в другие растровые форматы производители камер поставляют свой собственный софт и при этом RAW-конвертер фирмы Canon будет читать только RAW-файлы снятые фотоаппаратами Canon (.cr2,.crw) и не сможет прочитать RAW-файл снятый фотоаппаратом Nikon (.nef). Существуют RAW-конвертеры сторонних производителей, которые работают с большинством RAW-файлов. В общем, отсутствие единого стандарта создает определенные неудобства при работе с этим форматом.

Недостатками формата являются большой размер файла (хотя и не такой большой, как TIFF) и отсутствие единого стандарта формирования RAW-файлов для всех производителе й фототехники.

RAW как и TIFF можно отправлять на фотобанки в качестве «дополнительного» формата изображения — наличие исходникаможет повлиять на решение дизайнера о покупке изображния.

JPEG (Joint Photographic Experts Group — название разработчика) — самый распространенный формат растровой графики (по крайней мере — в Интернете). JPEG — пример использования алгоритмов сжатия «с потерями» или, по-другому, «искажающего сжатия», он наиболее подходит для хранения картин, фотографий и других реалистичных изображений с плавными цветовыми переходами, но зато практически не пригоден для чертежей и схем, то есть для изображений с резкими переходами — алгоритм сжатия будет образовывать заметные артефакты в местах резкого контраста.

Не рекомендуется хранить в этом формате промежуточные варианты работы — каждое «пересохранение» будет вести к необратимой потере части информации. Алгоритм сжатия, используемый в этом формате (lossy compress) основан на «усреднении» цвета рядом стоящих пикселов.

JPEG не поддерживает работу с альфа-каналами, то есть не может содержать прозрачные пикселы, но позволяет сохранить в файле обтравочный контур, что в случае работы с фотобанками нужно обязательно отметить в описании, наличие обтравочного контура (если вы его, конечно, сделали и знаете что это такое) — это важная информация для покупателя изображения.

Формат JPEG — так же основной формат, в котором фотобанки принимают растровые изображения(фотографии и иллюстрации) для продажи. Сохранять конечный вариант файла, отправляемый на микросток, нужно в цветовой модели RGB, разрешением 300dpi и, конечно, в 100%-м качестве. Так же можно вписать в файл IPTC-информацию (название, описание, ключевые слова) — формат JPEG позволяет это сделать и это значительно сэкономит вам время при отправке изображений на несколько фотобанков.

Кроме общих форматов растровой графики (GIF, JPEG, TIFF и др.), которые «читаются» всеми графическими редакторами и просмотровщиками изображений, существуют «родные» форматы почти каждого редактора, которые можно открыть только программой, в которой они были сделаны, например, формат.PSD программы Adobe Photoshop. При обработке фотографий, растровых иллюстраций и разработке дизайна, промежуточные варианты следует сохранять в таких форматах и только финальные версии переводить JPEG. Это нужно для того, чтобы можно было сохранять результаты работы без потери информации и в любой момент внести изменения в изображение или проект.

6. Закрепление материала:

1. Что такое графические примитивы?

2. Какой способ представления графической информации экономнее по использованию памяти?

3. Для чего производится сжатие файлов растрового типа?

4. Как реагируют растровые и векторные изображения на изменение размеров, вращения?

5. Какие вы знаете форматы растровой графики?

7. Подведение итогов урока. Рефлексия

Что нового вы узнали? Что вам понравилось ? Где вы можете применить полученные знания?

(Студенты отвечают на вопросы и делают следующие выводы: Сегодня на лекции мы узнали, что существует два вида компьютерной графики: растровая и векторная. Узнали, что существуют специальные форматы растровых изображений.. Нам сегодня понравилось… Мы можем применить новые знания для создания графических изображений …)

8. Домашнее задание.

1.Конспект лекции

2. Параграф 7.1.1  стр. 304, 7.1.2 – стр. 307 Учебник «Информатика и информационные технологии» для 10-11 классов Н.Угринович, М.БИНОМ Лаборатория знаний, 2007.

Что такое Компьютерная графика? Компьютерная графика — это… Расписание тренингов. Все Тренинги .ру

Компьютерная графика — область деятельности, в которой компьютерные технологии используются для создания изображений, а также обработки визуальной информации.

Начало применения компьютерной графики связано с использованием вычислительных машин первых поколений, которые применялись для решения научных и производственных задач. Эти ЭВМ занимали целые здания, а их производительность была значительно ниже современных нам персональных компьютеров. Тем не менее, для своего времени это были передовые технологии, позволяющие не только производить научные вычисления, но и производить графическую обработку их результатов — строить графики, диаграммы и чертежи. Сегодня научная компьютерная графика шагнула далеко вперёд: она позволяет проводить виртуальные эксперименты, наглядно наблюдая их ход и результаты.

Деловая компьютерная графика даёт возможность наглядно демонстрировать различные экономические показатели их соотношения. Её использование в бизнесе облегчает взаимодействие различных структурных подразделений и иерархических структур, переводя сложные экономические взаимосвязи на понятный язык диаграмм и графиков.

Конструкторская графика — это инструмент, с помощью которого инженеры и проектировщики создают новые технические изделия.

Кроме упомянутых, существуют также такие виды компьютерной графики как иллюстративная, художественная, рекламная, компьютерная анимация и мультимедиа.

С технической точки зрения компьютерную графику подразделяют на двухмерную и трёхмерную.

Развитие информационных технологий, проникновение их во все стороны нашей жизни, чрезвычайно повысили востребованность компьютерной графики, так как её результатами сегодня пользуется не ограниченный круг специалистов, как было ранее, а практически все без исключения люди взаимодействующие с компьютерами, мобильными устройствами, интересующиеся компьютерными играми и современными произведениями киноиндустрии.

Сегодня можно уверенно сказать, что компьютерная графика по праву может считаться одним из самых важнейших видов искусства, оказывающим огромное влияние на общество.

Применение компьютерной графики | 10 лучших компьютерных графических приложений

Введение в применение компьютерной графики

Компьютерная графика — это технология, которая имеет дело с рисунками и изображениями на экране компьютера. Компьютерная графика — это визуальное представление данных, отображаемых на мониторе компьютера. Компьютерная графика используется для создания, разработки видео и компьютерных программ, научного моделирования, дизайна каталогов и другого коммерческого искусства. Сегодня почти каждая машина может создавать графику, и люди даже ожидали, что будут управлять своим компьютером с помощью значков и изображений, а не просто печатать.

Применение компьютерной графики

Теперь посмотрим на приложение компьютерной графики

1. Конструкция

Развитие связано с такими областями, как инженерия и архитектура. Хотя большинство разработчиков сталкиваются с аналогичными трудностями и используют схожие методологии в своих приложениях. Отсутствие уникального решения — одна из главных особенностей большинства дизайнерских проблем. Поэтому разработчик должен проанализировать, а затем изменить возможный проект, возможно, несколько раз, чтобы попытаться найти лучшее решение.

В этом итеративном процессе компьютерная графика стала важным элементом. Например, подумайте, как компьютерная графика может повлиять на макет электронной схемы. Программист сидит с устройством ввода графики, таким как мышь, на рабочей станции, где он может отмечать позиции на экране. Начальный экран дисплея может состоять из различных элементов, которые будут использоваться в схеме, и пустой области, где установлена ​​схема.

Затем разработчик выберет и перенесет желаемые элементы и прикрепит их к модели с помощью устройства ввода.Чтобы создать эту первую модель, система использует сложную компьютерную графику. Элементы схемы нарисованы, экран можно сдвигать. Для опций и местоположений используется графический инструмент ввода. Могут использоваться различные помощники, чтобы помочь разработчику правильно найти элементы и выполнить такие задачи, как автоматическая прокладка проводов.

2. Пользовательские интерфейсы

Благодаря использованию компьютерной графики интерфейс между людьми и машинами был радикально изменен. Учитывайте цифровой офис.Рисунки в этой книге созданы с помощью единого интерфейса. Вместо письменного стола с пишущей машинкой за рабочим местом сидит секретарь. У клиента есть указательная система, такая как джойстик, для взаимодействия с рабочей станцией. Есть несколько значков, описывающих различные операции, которые может выполнять секретарь. Например, если вы укажете и щелкните значок почтового ящика, любые сообщения электронной почты могут быть показаны на вашем экране.

Клиент должен избавляться от нежелательных писем с помощью значка бумажной коробки, а значок шкафа можно использовать для сохранения писем или других документов.Наша структура проектирования схем будет включать аналогичный графический интерфейс. Мы рассматриваем эти интерфейсы как очевидное использование компьютерной графики в контексте этой книги. Модель

.

Компьютерная графика — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Компьютерная графика — это визуальные представления данных, сделанные с помощью компьютера. Компьютерная графика может быть серией изображений (видео или анимация) или одним изображением.

Компьютерная графика очень полезна. Компьютерные изображения используются для создания фильмов, видеоигр, разработки компьютерных программ, редактирования фотографий, научного моделирования, дизайна для рекламы и многого другого. Некоторые люди воспринимают компьютерную графику как искусство.

Компьютерная графика может быть двухмерной или трехмерной. Их делают по-разному и по-разному используют. Люди могут использовать компьютерные программы для создания различных типов графики.

2D-графика [изменить | изменить источник]

Компьютерная графика 2D обычно делится на две категории: векторная графика и растровая графика.

Векторная графика [изменить | изменить источник]

В векторной графике для создания более сложного изображения используются линии, формы и текст. Если векторное графическое изображение на мониторе очень большое, оно все равно будет выглядеть так же хорошо (гладко), как и его обычный размер.Это одна из причин, по которой векторная графика так нравится. Векторные изображения также занимают очень мало памяти компьютера при сохранении. Векторная графика создается с помощью таких программ, как Adobe Illustrator и Inkscape, и использовалась для некоторых старых компьютерных игр. Сегодня они часто используются, когда необходимо распечатать компьютерную графику.

Примеры векторной графики

• Компактная люминесцентная лампа.

Растровая графика [изменить | изменить источник]

Растровые изображения состоят из очень маленьких точек, называемых пикселями.Цифровые камеры создают растровые изображения, но художники тоже могут делать их с помощью компьютеров. Художникам не нужно изменять по одному пикселю за раз — в растровых программах часто есть такие инструменты, как кисти, ведра для рисования и ластики, чтобы создать изображение. Программы, используемые для их создания, включают Adobe Photoshop, GIMP и Corel Paint Shop Pro.

Иногда люди и используют только пиксели для создания изображения. Это называется пиксельная графика, и у нее очень уникальный стиль.

Примеры растровой графики

• Пиксельное изображение «Мусора.»

• Фотографии — это растровые изображения.

3D графика [изменить | изменить источник]

3D-графика — это графика, которая выглядит более реалистичной, потому что она трехмерна. Это означает, что компьютер считает, что у него есть высота, длина и глубина, и отображает их так, как мы видим их в реальном мире нашими глазами. Помимо прочего, они используют твердую геометрию и тригонометрию для создания правильной перспективы.Некоторые программы, используемые для создания трехмерной графики, — это Bryce, 3D Studio Max, Maya и Blender. 3D-графика многократно используется в фильмах, телешоу и видеоиграх.

Большую часть трехмерной графики можно рассматривать как векторную графику, поскольку она использует математические формы, такие как трехмерные треугольники, для описания объектов. Но также существует трехмерная графика, в которой используется сетка «трехмерных пикселей», которую мы называем вокселями.

Примеры 3D графики

• Связка стаканов.

.