Компьютерлік графика негіздері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 1.3 – Нысанның компьютерлік аналогы.

 

Мысалы: 000011110000000011110000......

Осы код бойынша компьютер әрбір цифр берілген өлшемдегі суреттің кішкентай бөлігінің түсін беретінін біле отырып, суретті қалпына келтіріп, оқи алады.

Осындай тәсілмен кодталған суреттер расторлық суреттер немесе бтимап (ағылшынның bitmap – биттер жиынтығы сөзінен шықан) деп аталады [1].

 

1.3 Мектеп информатика курсында графикалық редакторларды оқытудың қажеттілігі

 

Компьютерлік графика немесе анимация – кино, жарнама, көркемөнер, сәулеттік презентациялар, компьютерлік ойындар, арнайы оқытушы бағдарламалар сияқты көптеген салаларда қолданылатын қажетті құрал болып табылады. Компьютерлік графиканың қолданылу аумақтары үнемі кеңейіп, еңбек нарығында арнайы эффект жасаушы, векторлық арт-шебер, CAD-шебер, модельдеуші, аниматор, визуалдаушы, т.с.с. жаңа мамандықтар пайда бола бастады. Сонымен қатар, мәліметтерді көрсетудің жаңа визуалды құралдарының пайда болуының кез келген кәсіби қызметтің сипатын өзгертті. Компьютерлік графиканың әдістері мен қүралдарын сәулетшілік дизайнында, жарнамада, интерьер дизайнында, графикалық дизайнда дәстүрлі қолданумен қатар, компьютерлік графиканы қолданудың жаңа бағыттары да пайда болды, олар: web-дизайн, коммуникативті дизайн, инретактивті оқыту жүйелерінің дизайны және т.б..

Мектеп қабырғасында расторлық графиктік редакторларды оқыту оқушыларды болашақта одан да күрделі техникалық жүйелерде жұмыс істеуге дайыдау мүмкіндігін береді. Осы бағытта жоғары сынып оқушылар дайындау барысында мектептегі информатика курсының логикасымен, сызу және эстетикамен пәнаралық байланысының жүзеге асуы өте маңызды.

Мекеп қабырғасында оқушыларға компьютерлік графиканы оқытуды үш кезеңге бөліп қарастыру ұсынылады [6].

Көмпьютерлік графиканы оқытудың кезеңдері

I кезең (5-6-сыныптар) бойынша:

• MS Paint графикалық редакциялау элементтерімен танысу;
• қарапайым объектілерден суреттерді құру (сызықтар, доға, дөңгелек және т.б.);
• суреттерді графикалық редакторда өңдеу;
• жасалған обхектілермен негізгі операцияларды орындау (сақтау, ашу, жабу, өшіру, көшіру, алмастыру, масштабтау және т.б.);
• қағазға сызылған графиканың компьютерлік аналогын жасау;
• графикалық редакциялауда мәтінмен жұмыс жасау;
• мәтінді өңдеу, сақтау, жүктеу;
• мәтінді белгілі бір қалыпқа (түрге) түсіру.

II кезең (7-8-сыныптар) бойынша:

• компьютерлік графиканың теориялық негіздерін оқыту;
• расторлық форматтағы файлдарда бейнені сақтау тәсілдерін үйрету;
• әртүрлі графиктік эффектілерді қолдану (көлемін өзгерту, фигуралық кесу және т.б.);
• жазуларды, тақырыптарды қойып үйрету;
• жалпы компьютерлік графиканың түрлері, олардың айырмашылықтары мен мүмкіндіктерін анықтау;
• графикалық мәліметтерді сығу әдістерін үйрету;
• графикалық файлдардың форматтарын меңгеру;
• графикалық ақпараттарды кодтау;
• расторлық суреттердің өлшемдері;
• түрлі-түсті суреттерді кодтау;
• расторлық графиканың негізгі форматтары;
• векторлық графика мен расторлық графиканың айырмашылығы;
• үш өлшемді графика ұғымы.

III кезең (9-10-11-сыныптар) бойынша:

• Adobe Photoshop графикалық редакторымен танысу;
• Adobe Photoshop графикалық редакторының мүмкіндіктерін практикада қолдану;
• Adobe Photoshop расторлық бағдарламасының негізгі саймандарын қолдана отырып, өзіндік иллюстрацияларды құру;
• Adobe Photoshop графикалық редакторының мүмкіндіктерін нақты суреттерді өңдеуге: ескіні жаңартуға, суретке өзгеріс енгізуге, қызықты суреттер жасауға пайдалану;
• әр түрлі бағдарламалар арасында графикалық мәліметтермен алмасуға үйрету;
• әр түрлі графикалық бағдарламалардың міндеттерін және қызметерін үйрету [6].

«Компьютерлік технология» болса, жиырмасыншы ғасырдың соңында, ғылым мен техниканың ерекше дамып, ғылыми-техникалық революцияның негізі қаланған кезеңде кең өріс ала бастады. В.М.Глушковтың пайымдауынша, компьютерлік технология кешенді ғылым мен инженерлік, немесе арнайы пәндерден тұрады, шығармашылықты, жобалауды, ойлап табуды, баға берудің, жасап шығаруды, компьютерленген жүйені функционалдау (іске қосу),  олардың әлеуметтік тәжірибедегі әсері мен қолдану аясының негізі болып табылады.

Компьютерлік технологияның тарихи даму жолына жасаған талдау, оның мынадай  бағыттарда дамығанын көрсетеді (1.4 сурет). Компьютерлік технологияның дамып, жетілуін оның қай жерде, қалай қолданылуы мен бағытталуына қарай айқындауға болады. Ол ақпараттық технологиялардың күннен-күнге өркендеуіне байланысты жаңарып отырады. Мысалы, графикалық редакторлауға жаңа түс, материал немесе жаңаша бояулардың әдістері енгізілсе, бұның өзі үлкен жаңалық болып есептеледі [7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 1.4 – Компьютерлік технологияның бағыттары

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Компьютерлік графиканың түрлері

 

2.1 Растрлық графика

 

Растрық графика – суретті компьютерде нүктелер (пикселдер) жиыны ретінде көрсету форматы.

Растрлық бейненің негізгі (ең кiшi ) элементі нүкте болып табылады. Егер бейне экранда болса, онда бұл нүкте пиксель деп аталады. Растрлы бейненің әр пикселі қасиетке ие: түс және орналастыру. Пикселдердің саны қаншалықты көп және олардың өлшемдері қаншалықты аз болған сайын, бейне соғұрлым жақсы көрінеді. Мәліметтің көлемдерінің үлкен болуы бұл растрлық бейнелерді пайдаланудағы негізгі мәселелердің бірі. Журналдық жолақ түріндегі үлкен өлшемді иллюстрациялармен жұмыс жасау үшін компьютердің оперативтік жадысы үлкен көлемді  (128 мбайт және аса) талап етеді [8].

Нүктелерден тұратын растрлық кескіндер үшін үзындықтар бірлігінен өтетін нүктелерді білдіретін рұқсат ету деген ұғымы ерекше маңыздылыққа ие. Бұл ретте мыналарды ажыратып алу керек:

• түпнұсқаның рұқсат етуі;
• экрандық кескіннің рұқсат етуі;
• басып шығаратын кескіннің рұқсат етуі.

Түпнұсқаның рұқсат етуі. Түпнұсқаның рұқсат етуі дюмдегі нүктелерде (dots per inch - dpi) өлшенеді және кескін сапасына, файл өлшеміне қойылатын талаптарға, цифрлау тәсіліне немесе бастапқы иллюстрацияны жасау әдісіне, файлдың таңдап алынған пішіміне және басқа параметрлерге байланысты болады. Жалпы жағдайда ереже негізге алынады: сапаға қойылған талаптар жоғары болған сайын, түпнұсқаның рұқсат етуі де соншалықты жоғары.

 Экрандық кескіннің рұқсат етуі. Кескіннің экрандық көшірмесі үшін растрдың элементарлық нүктесін пиксель деп атайды. Пиксель өлшемі таңдап алынған экрандық рұқсат етуге (стандартты мәндер ауқымынан), түпнұсқаның рұқсат етуіне және кескіннің масштабына байланысты түрленеді.

Диоганалі 19-24 дюйм болатын кескінді өңдеуге арналған мониторлар (кәсіби класты), негізінен, 640х480, 1024х768, 1280х1024, 1600х1200, 1600х1280, 1920х1440, 1920х1600, 2048х 1536, нүктелердің стандартты экрандық рұқсат етулерін қамтамасыз етеді.

Басып шығарылатын кескінге рұқсат ету және линиатура ұғымы. Қатты көшірмедегі сияқты (қағаз, пленка және т.б.) растрлық кескін нүктесінің өлшемі экранда да қолданылған әдістерге және түпнұсқаны растрлау параметрлеріне де байланысты. Түпнұсқада растрлау кезінде сызықтар торы жіктеледі, оның ұяшықтары растр элементін түзеді. Растр торының жиілігі дюмдегі сызықтар (lines per inch – lpi) санымен өлшенеді және линиатура деп аталады [9].

Растрлық графиканың артықшылығы:

• әр нүкте бір-бірінен тәуелсіз;
• бейнелік ақпаратты енгізудің автоматты техникалық түрде іске асырылуы. Мұндай құрылғыларға сканерлер, бейнекамералар, сандық фотокамералар және графикалық планшеттер жатады;
• фотомүмкіндігі. Тұман немесе түтін суреттерін және басқа да әсерлер алуға болады;
• файлдар форматы нүктелік бейнелерді сақтауға арналған және олар стандартты болып табылады;
• Web-дизайнді қолдануға болады.

Растрлық графиканың кемшілігі:

• растрлық  бейнені бұруға, еңкейтуге болмайды. Егер бейнені кішкентай ғана қисататын болсақ онда бейне шеттері түзу сызық емес «баспалдақ» болып қалады;
• бейнені үлкейтіп анықтап көруге болмайды. Бейне нүктелерден тұрғандықтан, оны үлкейткенде нүктелер көлемі де үлкейеді. Бұдан бейненің сапасы нашарлайды;
• бейнені үлкейткенде файлдың көлемі үлкейіп кетеді.

Растрлық суреттер есептеу техникасында кеңінен қолданылады. Фотосуреттер мен суреттер компьютерде растрлық түрде сақталады. Интернеттегі суреттердің көпшілігі растрлық файлдар болып табылады.

Растрлық графика бағдарламалары: Paint, Fractal Design Painter, Corel Photo Paint, Adobe Photo Shop [10].

 

 

2.2 Векторлық графика

 

Векторлы графикада кескіннің негізгі элементі сызық (оның түзу сызық немесе қисық сызық болуы маңызды емес) болып табылады.

Векторлық графикада сызыққа орналасқан жад көлемі сызықтың көлеміне қатыссыз, оған бағынбайды. Өйткені сызық формула түрінде көрінеді, дәлірек айтқанда, брнеше параметр түрінде көрінеді. Бұл сызықтармен не істесек те, жад ұясында сақталған параметрлері ғана өзгереді. Ұя саны кез-келген сызық үшін өзгеріссіз қалады.

Сызық - векторлы графиканың ең ұсақ  (элементарлы) обьектісі болып саналады. Векторлы иллюстрацияда тұрғандардың бәрі сызықтардан құралады. Қарапайым  обьектілер күрделірек болып бірігеді, мысалы, төртбұрыш обьектісін байланысқан төрт сызық деп қарастырамыз. Ал куб обьектісі аса күрделі. Мұны не он екі сызық ретінде, не байланысқан бұрыштар ретінде қарастыруымызға болады. Векторлық графикаға осы тұрғыдан келуді көбінесе обьектілі-тұспалдаушы графика деп атайды.

Біз векторлы графиканың обьектілері жадта параметрлердің терімі күйінде сақталады дедік. Бірақ бәрібір барлық кескіндердің нүкте түрінде шығарылатындығын ұмытпауға тиіспіз. Өйткені экран осылайша құрылған. Әрбір обьектіні экранға шығару алдында программа обьект кескінінде экран нүктелерінің координат есебін шығарып көрсетеді. Сондықтан векторлық графиканы кейде есептеуші графика деп атайды. Анологиялық есептеуді обьектіні принтерге шығару кезінде де көрсетеді [11].

Басқа обьектілер сияқты сызықтардың да өзіндік қасиеттері болады. Ол қасиеттерге сызықтың формасы, оның қалыңдығы, түсі сипаты (тұтас, пунктирлік және т.б) жатады. Тұйық сызықтардың (толтыру) қасиеті болады. Тұйық контурының ішкі жағы түрлі түспен, текстурамен, картамен толтырылуы мүмкін. Егер қарапайым сызық тұйықталмаса оның екі шыңы болады. Олар тораптар деп аталады. Бұл тораптардың да сызық шыңының қалай көрінуіне және екі сызықтың бір-бірімен түйіндеуіне байланысты өзіндік қасиеттері болады.

Векторлық графика үшін суреттер графикалық примитивтерге – нүкте, түзу, қисық сызық, доға полигондарға (тіктөртбұрыш) бөлінеді. Осылайша суреттің барлық нүктелері емес, примитивтердің үзінділерінің координаталары мен  олардың қасиеттерін (түсін, басқа үзінділермен байланысын және т.с.с.) сақтау қажет.

Компьютер түзу сызу үшін екі нүктенің координатасы ерек. Ал доға үшін оның радиусының координаталары берілуі керек. Осылайша векторлық иллюстрация – геометриялық примитивтердің жиынтығы болып табылады.

Суреттердің әрбір нысаны бір-біріне тәуелсіз беріледі, сондықтан олар өзара бір-бірін көрсетпеуі мүмкін.

Векторлық графикалық суреттер фотосуреттерді кодтауда қолданылмайды. Егер фотосуретті сипаттағымыз келсе, онда алынған файлдың өлшемі растрлық графикадағы файлға қарағанда үлкен болып кетеді. Сондықтан қарапайым графикалық программалардың көпшілігі растрлық графикамен жұмыс істейді. Ал векторлық графикамен жұмыс істеу үшін неғұрлым мықты арнайы редакторлар қолданылады және онымен тек кәсіби мамандар ғана жұмыс істейді.

Векторлық графиканың артықшылықтары:

• трансформациялау еркіндігі. Векторлық бейнені айналдыруға, масштабын өзгертуге (үлкейту немесе кішірейтуге) болады, бұдан бейненің сапасы жоғаомайды;
• ақпараттық тәуелсіздігі. Векторлық графика идеалды объектілермен жұмыс істейді және өзгертулерге қолайлы.