Лекция №13. Компьютерная графика

Существует специальная область информатики, изучащая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов,- компютерная графика. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную.

Отдельным предметом считается трехмерная (ЗД) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

Для растровых изображений, состоящих з точеек, 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 perinch – dpi) и зависит от требований к качеству изображения и размеру файла, способу оцифровки или методу создания исходной иллюстрации, избранному формату файла и другим параметрам.

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 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024,1600х1200, 1600х1280, 1920х1200,1920х1600 точек. Расстояние между соседними точками люминоформа 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.

Разрешение печатного изображения и понятие линиатюры. 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 накладываетя сетка линий, ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется числом линий на дюйм (lines per inch-lpi) и называется линиатурой.

Векторная графика. В векторной графике базовым элементом является линия.

Рассмотрим математические основы векторной графики:

Точка. Представляется двумя числами (x,y), указывающими его положение относительно начала координат.

Прямая линия. Ей соответствует уравнение y=kx+b.

Отрезок прямой. Указываются координаты х1, х2 – начала и конца отрезка.

Кривая второго порядка. К ним относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности. Формула кривой второго порядка x²+a₁y²+a₂xy+a₃x+a₄y+a₅=0

Кривая третьего порядка. Ее уравнение x³+a₁y³+a₂x²y+a₃xy²+a₄x²+a₅y²+a₆xy+a₇x+a₈y+a₉=0.

Кривая Безье. Это упрощенный вид кривых третьего порядка. Метод построения кривой Безье основан на использование пары касательных, проведенных к отрезку линии в ее окончаниях.

Фрактальная графика. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула.

В компьютерной графике применяется по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображения: TIFF, PSD, PCX, PHOTOCD, JPEG, GIF и другие.

Цвет чрезвычайно важен в компьютерной графике как средство усиления зрительного впечатления и повышения информационной насыщенности изображения. Ощущение цвета формируется человеческим мозгом в результате анализа светового потока, попадающего на сетчатку глаза от излучающих или отражающих объектов. Считается, что цветовые рецепторы подразделяются на три группы, каждая из которых воспринимает только единственный цвет – красный, зеленый или синий. В компьютерной графике применяют понятие цветового разрешения, которое определяет метод кодирования цветовой информации для ее воспроизведения на экране монитора. Существуют цветовые модели CIE Lab, RGB, HSB, CMYK.

Программными средствами создания растровых изображений является PAINT, CorelPHOTO-PAINT, AdobePhotoshop.

Программными средствами создания векторных изображений является Adobe Ilustrator, Corel Draw, Macromedia Freehand.

Контрольные вопросы:

1. Что представляет собой программа компьютерная графика?

2. Что является в растровой графике основным элементом изображения?

3. Что является в векторной графике основным элементом изображения?

4. Что представляет собой редактор Paint?

5. Как удалять неудачно введенные символы в Paint?

6. Клавиша вызова справки?

7. Что такое цветовая палитра?

8. Сколько цветов позволяет закодировать выделение 8 битов?

9. Какой вид компьютерной графики стоит применить для обработки цветной фотографии, предназначенной для рекламного буклета?

10. Что называется точкой экранного изображения?