Представление о программных средах компьютерной графики и черчения, мультимедийных средах.

Тема лекции:

Представление о программных средах компьютерной графики и черчения, мультимедийных средах.

Введение

Существует специальная область информатики,

изучающая методы и средства создания и обработки

изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, – компьютерная графика .

Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее).

Визуализация данных находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Например, медицина (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки.

Виды компьютерной графики

Виды компьютерной графики

Компьютерная графика

Двухмерная графика:

растровая ;

Трёхмерная графика

векторная ;

или

фрактальная .

3D - графика

Двухмерная графика

Виды двухмерной графики отличаются

принципами формирования изображений.

векторная

фрактальная

растровая

Трёхмерная графика

Трехмерная (3D) графика считается отдельным предметом, и изучает приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

Растровая графика

Растровая графика

Растровая графика – это

метод графического представления объекта в виде множества точек.

При использовании растровой графики важными элементами являются:

• размер полотна;
• цветовое пространство;
• количество используемых цветов.

Схема хранения растровой графики

Простейшим элементом является точка .

Растровая графика

Растровую графику редактируют с помощью

растровых графических редакторов.

Растровый графический редактор  — специализированная программа, предназначенная для создания и обработки изображений. Подобные программные продукты нашли широкое применение в работе художников-иллюстраторов, при подготовке изображений к печати типографским способом или на фотобумаге, публикации в Интернете.

Растровые графические редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, а также сохранять их в различных растровых форматах.

Растровая графика

Наиболее известные растровые редакторы:

• Adobe Photoshop 
• Adobe Fireworks
• Corel Photo-Paint
• Corel Paint Shop Pro
• Corel Painter
• GIMP
• Microsoft Paint
• Microsoft Photo Editor
• Krita

Менее известные растровые редакторы:

• Tux Paint 
• Paint.NET
• PhotoFiltre

Растровая графика

Достоинства:

Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому (в теории, конечно, возможно, но файл размером 1 МБ в формате BMP будет иметь размер 200 МБ в векторном формате).

Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование .

Растровая графика

Недостатки:

невозможность идеального масштабирования;

большой размер файлов с простыми изображениями.

Векторная графика

Векторная графика

Векторная графика – это метод графического представления объекта в виде отрезков прямых (векторов).

Простейшим элементом

является линия .

Векторная графика

Сложные объекты векторной графики при увеличении можно рассматривать более подробно.

Векторная графика

Векторная графика является объектной.

Простейшими объектами являются:

точка

кривая Безье

кривая третьего порядка

линия

отрезок прямой

кривая второго порядка

Векторная графика

Группу программ занимающихся обработкой графических

изображений объединенных общим названием

«Векторные графические редакторы» характеризуют следующие закономерности:

Изображение носит упрощенный характер.

Состоит из геометрических линий и фигур окрашенных в одинаковый цвет или покрытых

рисунком.

Программа позволяет создавать чертежи, но при этом не специализированна для задач

такого типа.

Любой из геометрических объектов может перемещаться, вращаться, масштабироваться,

наклоняться с высокой точностью — до сотых долей миллиметра и сотых долей градуса.

Программа поддерживает создание многостраничного документа.

Возможно поэлементное сохранение информации и также сборка из нескольких ранее

созданных объектов новой информации.

Итогом работы в программе служит напечатанный принтером документ.

Созданная в программе информация может быть импортирована в другие программы для

дальнейшей обработки.

Векторная графика

К векторным графическим редакторам относятся:

графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word.

Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространены:

CorelDRAW

Adobe Illustrator

Macromedia Free-Hand

Типичные сферы применения таких программ  — веб-дизайн, газетная полиграфия, композиционный дизайн (визитки, упаковка), создание заготовок и текстур для трехмерных объектов.

Векторная графика

Достоинства:

гораздо меньший, чем для растровой графики, объем файлов;

возможность свободного масштабирования без потери качества.

Недостатки :

нельзя получить изображение фотографического качества (преобразование растровых картинок в векторные вообще трудновыполнимая процедура);

некоторые сложные рисунки выводятся на принтеры не совсем так,

как изображаются на экране.

Фрактальная графика

Фрактальная графика

Фрактальная графика ,

как и векторная — вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину.

Фрактальная графика

Простейшим

фрактальным объектом является

фрактальный треугольник .

Фрактал (лат.  fractus — дробленый) — это бесконечно самоподобная геометрическая фигура, каждый фрагмент которой повторяется при уменьшении масштаба. Масштабная инвариантность, наблюдаемая во фракталах, может быть либо точной, либо приближённой.

Фрактальная графика

Процесс наследования можно продолжать

до бесконечности.

Взяв такой бесконечный фрактальный объект и рассмотрев его в лупу или микроскоп, можно найти в нем все новые и новые детали, повторяющие свойства исходной структуры.

Фрактальная графика

Трёхмерная графика

Трёхмерная графика

Трёхмерная графика – это раздел компьютерной

графики, охватывающий алгоритмы и программное

обеспечение для оперирования объектами в трёхмерном пространстве, а также результат работы таких программ. Больше всего применяется

для создания

изображений

в архитектурной

визуализации,

кинематографе,

телевидении,

компьютерных играх,

печатной продукции,

а также в науке.

Трёхмерная графика

Трёхмерное изображение отличается от плоского построением геометрической проекции трёхмерной модели сцены на экране компьютера с помощью специализированных программ.

Форматы графических данных

Форматы графических данных

Графический формат - это способ записи

графической информации.

Способ представления изображения оказывает влияние на возможности его редактирования, печати, на объем занимаемой памяти.

Способы кодирования графической информации

векторный

растровый

Рисунок представляется в виде комбинации простых геометрических фигур, при этом для полного описания рисунка необходимо знать вид и базовые координаты каждой фигуры.

Изображение по вертикали и горизонтали разбивается на достаточно мелкие прямоугольники - так называемые элементы изображения, или пиксели.

Форматы графических данных

Растровые графические форматы:

BMP - стандартный формат Windows . Большой размер

файлов из-за отсутствия сжатия изображения.

PCX - обладает примерно такими же возможностями, как BMP.

GIF - самый «плотный». Фиксированное количество цветов (256). Позволяет создавать прозрачность фона и анимацию изображения.

PNG - предназначен для передачи изображений в сетях. Имеет эффективный алгоритм сжатия без потери информации.

JPEG - предназначен для хранения многоцветных изображений (фотографий). Отличается огромной степенью сжатия за счёт потери информации.

Степень сжатия можно регулировать.

TIFF - предназначен для хранения растровых изображений высокого качества. Неплохая степень сжатия. Возможность наложения аннотаций и примечаний.

PSD - позволяет запоминать параметры слоёв, каналов степени прозрачности, множества масок. Большой объём файлов.

Форматы графических данных

Векторные графические форматы:

AI (Adobe Illustrator) - поддерживают практически все

программы, так или иначе связанные с векторной графикой. Этот формат является наилучшим посредником при передаче изображений из одной программы в другую. В целом, несколько уступая CorelDRAW по иллюстративным возможностям, тем не менее, он отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически все издательско-полиграфические приложения.

CDR (CorelDRAW) - довольно противоречивый формат, основной рабочий формат популярного пакета CorelDRAW, являющимся неоспоримым лидером в классе векторных графических редакторов на платформе РС. Имея сравнительно невысокую устойчивость и проблемы с совместимостью файлов разных версий формата, тем не менее формат CDR, особенно последних, 7-й и 8-й версий, можно без натяжек назвать профессиональным.

WMF - понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях, поскольку он не может сохранять некоторые параметры, которые могут быть

присвоены объектам в различных векторных редакторах, а так же способен исказить цветовую схему изображения.

Понятие цвета Способы описания цвета

Понятие цвета

Цвет – это:

субъективная субстанция, суть которой заключается в том, что восприятие цвета строится на ощущении того, чего в природе возможно и не существует;

объективная субстанция, поскольку физические причины, вызывающие ощущение цвета, существуют вне человека.

Способы описания цвета

Цветовая модель RGB

RGB  - аббревиатура английских слов  Red, Green, Blue  — красный, зелёный, синий. Аддитивная (Add, англ. - добавлять) цветовая модель, как правило, служащая для вывода изображения на экраны мониторов и другие электронные устройства. 

Красный

Жёлтый

Пурпурный

Белый

Синий

Зелёный

Голубой

Способы описания цвета

Цветовая модель CMYK

CMYK - Cyan, Magenta, Yellow, Key color  - субтрактивная (subtract, англ. - вычитать) схема формирования цвета, используемая в полиграфии для стандартной триадной печати. Обладает меньшим, в сравнении с RGB, цветовым охватом.

Голубой

Синий

Зелёный

Чёрный

Жёлтый

Пурпурный

Красный

Способы описания цвета

Цветовая модель HSB

HSB  - модель, которая в принципе является аналогом RGB, она основана на её цветах, но отличается системой координат.

Любой цвет в этой модели характеризуется тоном (Hue), насыщенностью (Saturation) и яркостью (Brightness). Тон - это собственно цвет. Насыщенность - процент добавленной к цвету белой краски. Яркость - процент добавленной чёрной краски. Итак, HSB - трёхканальная цветовая модель. 

Красный

Светлее

Пурпурный

Жёлтый

Зелёный

Синий

Голубой

Темнее

Спасибо за внимание!