Лекция: Цели и задачи дисциплины. (Компьютерная графика для СПО)

ЛЕКЦИЯ 1

Тема: Цели и задачи дисциплины. Основные понятия и средства

компьютерной графики.

План лекции

1. Правила техники безопасности и правила поведения в компьютерном классе.

2. История развития компьютерной графики.

3. Направления изучения компьютерной графики.

3.1. Задачи компьютерной графики.

3.2. Виды компьютерной графики.

3.3. Способы визуализации.

3.4. Область применения компьютерной графики.

Вопрос 1 Правила техники безопасности и правила поведения в

компьютерном классе

К работе на компьютере допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности и правилам работы в кабинете.

Правила поведения в кабинете:

• передвигаться по кабинету спокойно, не торопясь;

• работать разрешается только на том компьютере, который выделен на данное занятие;

• перед началом работы учащийся должен убедится в отсутствии видимых повреждений оборудования на рабочем месте;

• включать и выключать компьютеры только с разрешения преподавателя.

Требования безопасности во время работы:

• быть предельно осторожным при работе с техникой;

• не подключать кабели, разъемы и другую аппаратуру к компьютеру;

• соблюдать правила последовательности включения и выключения компьютера;

• при появлении изменений в функционировании аппаратуры, самопроизвольного ее отключения необходимо немедленно прекратить работу и сообщить об этом преподавателю;

• контролировать расстояние до экрана и правильную осанку;

• не допускать работы на максимальной яркости экрана дисплея.

Запрещается:

• пользоваться неисправной техникой;

• при включенном напряжении сети отключать, подключать кабели, соединяющие различны устройства компьютера;

• касаться экрана дисплея, тыльной стороны дисплея, разъемов, соединительных кабелей, токоведущих частей аппаратуры руками и/или острыми металлическими предметами;

• самостоятельно устранять неисправность работы клавиатуры;

• передвигать системный блок и дисплей;

• работать грязными, влажными руками, во влажной одежде;

• работать за дисплеем дольше положенного времени.

Вопрос 2 История развития компьютерной графики

На лекции разговор пойдет об изображении. Как известно, люди начали рисовать задолго до того, как научились писать. Наскальные росписи являются тому подтверждением (рис.1).

Рисунок 1 – Древние наскальные рисунки

Развитие цивилизации приводит к появлению вычислительной техники (ЭВМ), которая позволяет автоматизировать решение трудоемких математических задач. Эти ЭВМ были очень больших размеров. Площади залов, в которых они находились, можно было сравнить с площадью футбольного поля (рис.2).

Рисунок 2 – Первые ЭВМ

Со временем ЭВМ из большого калькуляторя превращаются в интеллектуальный инструмент, сфера приложения которого стремительно расширяется.

Появляются текстовые дисплеи. На черном экране высвечиваются белые надписи (рис.3).

Рисунок 3 – Текстовый дисплей

С помощью «символьной печати» программисты умудрялись получать даже художественные изображения (рис.4).

Рисунок 4 – Изображения, полученные с помощью «символьной печати»

В начале 1960-х годов родилась новая область вычислительной техники – интерактивная машинная графика (сегодня чаще называемая компьютерной), где компьютер используется уже не столько для обработки чисел, сколько для работы с графической информацией.

Настоящая революция в компьютерной графике произошла с появлением графических дисплеев, на экране которых стало возможным получать рисунки, чертежи в таком же виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок, чертежных инструментов (рис.5).

Рисунок 5 – Графический дисплей

Вывод:

Определение:

Вопрос 3 Направления изучения компьютерной графики

Изучение компьютерной графики (в рамках данной лекции) будет проводиться по следующим направлениям:

3.1. Задачи компьютерной графики.

3.2. Виды компьютерной графики.

3.3. Способы визуализации изображения.

3.4. Области применения компьютерной графики.

Рассмотрим подробно каждый из этих подпунктов.

1. Задачи компьютерной графики.

Изображение – продукт компьютерной графики. Следовательно, работая с этим продуктом, решаются следующие задачи:

- изображение необходимо создать;

- в случае необходимости обработать;

- распознать изображение.

Определение:

1. Виды компьютерной графики

Приведем классификацию компьютерной графики по трем направлениям.

1. В зависимости от способа визуализации:

- растровая компьютерная графика;

- векторная компьютерная графика;

- фрактальная компьютерная графика.

1. В зависимости от цветового охвата:

- черно – белая;

- цветная.

1. В зависимости от размерности пространства:

- двухмерная графика (2D);

- трехмерная графика (3D).

1. Способы визуализации

1. Растровый – основной элемент точка (пиксель) (рис.6).
   

Рисунок 6 – Пример растровой графики

Растровые графические редакторы: Adobe Photoshop, Paint.

1. Векторный – основной элемент линия (вектор) (рис.7).
   

Рисунок 7 – Пример векторной графики

Вектрные графические редакторы: Corel Draw, КОМПАС.

1. Фрактальный – основной элемент фрактал.

Фрактал - это рисунок, который состоит из множества подобных между собой элементов: треугольников, снежинок, змеек и т.п. (рис.8).

Рисунок 8 – Пример фрактальной графики

Фрактальная графика создаётся с помощью математического расчета. И если необходимо изменить изображение, изменяют формулы, уравнения.

1. Области применения компьютерной графики

1. 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.9).

Рисунок 9 – График функции двух переменных

1. 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.10).

Рисунок 10 – Пример деловой графики (графики, диаграммы)

1. Конструкторская графика

Конструкторская графика используется 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.

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компановки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции (рис.11).

Рисунок 11 .- Пример конструкторской графики

Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (2D) и пространственные, трехмерные (3D) (рис.12).

Рисунок 12 – Примеры плоской и трехмерной конструкторской графики

1. Иллюстративная графика

Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью кисти или карандаша.

Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому оно относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами (рис.13).

Рисунок 13 – Примеры иллюстративной графики

1. Художественная графика

Это сравнительно новая область, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы (рис 14), компьютерные игры, видеоуроки, 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 (очень близких к естественным) изображений, а также движущихся картинок.

Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ называенся компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

Рисунок 14 – Пример художественной графики

Контрольные вопросы

1. Какую роль играет компьютер в компьютерной графике?

2. К какой области науки относится компьютерная графика?

3. Что понимают под компьютерной графикой?

4. Что такое визуализация?

5. Какие существуют способы визуализации?

6. Перечислите области применения компьютерной графики.