Компьютерная графика

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

ОБРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Ключевые слова

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

Сферы применения компьютерной графики

Компьютерная графика прочно вошла в нашу повседневную жизнь. Она применяется:

в тренажёрах и компьютерных играх

для наглядного представления результатов измерений и наблюдений

для творческого самовыражения человека

при создании спецэффектов в киноиндустрии

при разработке дизайнов интерьеров и ландшафтов

Способы создания цифровых графических объектов

Графические объекты, созданные или обработанные с помощью компьютера, сохраняются на компьютерных носителях; при необходимости они могут быть выведены на бумагу или другой подходящий носитель (плёнку, картон).

Принцип работы сканера состоит в том, чтобы разбить имеющееся на бумажном носителе изображение на крошечные квадратики - пиксели, определить цвет каждого пикселя и сохранить его в двоичном коде в памяти компьютера.

Способы получения цифровых

графических объектов

Копирование готовых

изображений с

цифровой фотокамеры,

из Интернета

Создание новых

изображений с

помощью программного

обеспечения

Ввод графических

изображений

с помощью сканера

Цифровая фотокамера

Сканер

Задача

Сканируется цветное изображение размером 10  10 см. Разрешающая способность сканера 1200  1200 dpi, глубина цвета – 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?

Решение.

Размеры сканируемого изображения составляют приблизительно 4  4 дюйма. С учётом разрешающей способности сканера всё изображение будет разбито на 4  4  1200  1200 пикселей.

K = 4  4  1200  1200

i = 24 бита

I = K  i .

I — ?

I = 4  4  1200  1200  24 = 2 2  2 2  2 4  75  2 4  75  2 3  3 =

= 75  75  3  2 15 =16875  2 15 (битов) = 16875  2 12 (байтов) =

= 16875  2 2 (Кбайт)  66 (Мбайт).

Ответ:  66 Мбайт.

Виды графики

В зависимости от способа создания графического изображения различают растровую, векторную и фрактальную графику.

Растровая графика

В растровой графике изображение формируется в виде растра – совокупности точек (пикселей), образующих строки и столбцы.

Растровое изображение и его увеличенный фрагмент

Векторная графика

В векторной графике изображение формируется на основе наборов данных (векторов), описывающих графические объекты и формулы их построения.

Векторное изображение, его преобразованный фрагмент и простейшие геометрические фигуры, из которых «собран» этот фрагмент

Фрактальная графика

Фрактальная графика , как и векторная, основана на математических вычислениях.

Сравнение растровой и векторной графики

Формирование изображения

Растровая графика

Увеличение размера изображения

Векторная графика

Совокупность точек

Уменьшение

размера изображения

Ступенчатый эффект

Геометрические фигуры

Не изменяется

Потеря чёткости

Сохранение изображения

Не изменяется

Информация о цвете каждого пикселя

Сферы применения

Информация о простейших геометрических объектах, составляющих изображение

Иллюстрации, фотографии

Чертежи, схемы, деловая графика

Форматы графических файлов

Формат графического файла – это способ представления графических данных на внешнем носителе.

Форматы графических изображений

Векторные

Растровые

JPEG

WMF

EPS

GIF

BMP

Форматы графических файлов

Задача 1

Для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером 2048  1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла. Определите размер получившегося файла.

Решение.

i = 3 байта

K = 2048  1536

I — ?

I = 2048  1536  3 = 2  2 10  1,5  2 10  3 = 9  2 20 (байтов) =

= 9 (Мб).

Ответ: 9 Мб.

I = K  i

Задача 2

Задача 2. Несжатое растровое изображение размером

128  128 пикселей занимает 2 Кб памяти.

Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение.

K =128  128

I =2 Кб

N – ?

i = 2  1024  8/(128  128) = 2  2 10  2 3 /(2 7  2 7 ) = 2 1+10+3 /2 7+7 =

= 2 14 /2 14 = 1 (бит).

N = 2 1 = 2.

Ответ: 2 цвета - чёрный и белый.

I = K  i

i = I / K

N = 2 i

Самое главное

Компьютерная графика - это:

• разные виды графических объектов, созданных или обработанных с помощью компьютеров;
• область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов.

В растровой графике изображение формируется в виде растра - совокупности пикселей, образующих строки и столбцы. В памяти компьютера сохраняется информация о цвете каждого входящего в него пикселя.

В векторной графике изображения формируются на основе наборов данных (векторов), описывающих тот или иной графический объект, и формул их построения. В память компьютера заносится информация о простейших геометрических объектах, его составляющих.

Формат графического файла - это способ представления графических данных на внешнем носителе. Различают растровые и векторные форматы графических файлов, среди которых, в свою очередь, выделяют универсальные графические форматы и собственные форматы графических приложений.

Вопросы и задания

Выберите (отметьте галочкой) устройства ввода графической информации:

Установите соответствие:

Выберите (отметьте галочкой) графические форматы файлов:

В памяти компьютера хранится

математическая формула (уравнение),

по которой строится изображение

В чём разница между растровым и векторным способами представления изображения?

Что такое компьютерная графика?

Какая операция по преобразованию растрового изображения ведёт к наибольшим потерям его качества - уменьшение или увеличение?

Почему масштабирование не влияет на качество векторных изображений?

Чем вы можете объяснить разнообразие форматов графических файлов?

В чём основное различие универсальных графических форматов и собственных форматов графических приложений?

Каким образом могут быть получены цифровые графические объекты?

Перечислите основные сферы применения компьютерной графики.

Почему считается, что растровые изображения очень точно передают цвет?

Растровая

графика





сканер

клавиатура





видеокамера

микрофон



фотоаппарат



диктофон



монитор



принтер





графопостроитель

графический планшет



BMP



GIF



TXT



JPEG



DOC



PDF



WMF



EPS



EXE



COM

В памяти компьютера сохраняется

информация о цвете каждого

входящего в него пикселя

Векторная

графика

Фрактальная

графика

В памяти компьютера сохраняется

информация о простейших

геометрических объектах,

составляющих изображение

Опорный конспект

Графические объекты — это рисунки, картины, чертежи,

фотографии и другие графические изображения.

Объекты, созданные

с помощью

компьютера

Способы получения

цифровых

графических объектов

Компьютерная

графика

Деятельность по

обработке

графических

объектов с помощью

компьютеров

Копирование

готовых

изображений

Ввод

изображений

с помощью сканера

Графические изображения

Создание

изображений

с помощью

приложений

Растровые

Векторные

GIF

EPS

WMF

JPEG

BMP

Форматы графических файлов