Компьютерная графика

При редактировании элементов векторной  графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих  форму этих элементов. Можно переносить элементы, менять их размер, форму и  цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления. Векторная  графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных  выходных устройствах с различным  разрешением без потери качества.

Векторное представление заключается в описании элементов изображения математическими кривыми с указанием их цветов и заполняемости.

Еще одно преимущество — качественное масштабирование в любую сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением  соответствующих коэффициентов  в математических формулах. К сожалению, векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим  количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий). Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет  представляться не совокупностью одноцветных  точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических  примитивов, каждый из которых, является формулой. Это приводит к утяжелению файла. Кроме того, перевод изображения  из растрового в векторный формат (например, программой Adobe Strime Line или Corel OCR—TRACE) приводит к наследованию последним  невозможности корректного масштабирования в большую сторону. От увеличения линейных размеров количество деталей или оттенков на единицу площади больше не становится. Это ограничение накладывается разрешением вводных устройств (сканеров, цифровых фотокамер и др.). 

 Понятие  фрактала и история появления  фрактальной графики

Вы, наверное, часто видели довольно хитроумные картины, на которых непонятно  что изображено, но все равно необычность  их форм завораживает и приковывает  внимание. Как правило, это хитроумные формы не поддающиеся, казалось бы, какому—либо математическому описанию. Вы, к примеру, видели узоры на стекле после мороза или, к примеру, хитроумные кляксы, оставленные на листе чернильной ручкой, так вот что—то подобное вполне можно записать в виде некоторого алгоритма, а, следовательно, доступно объясниться с компьютером. Подобные множества называют фрактальными. Фракталы не похожи на привычные нам фигуры, известные из геометрии, и строятся они по определенным алгоритмам, а эти алгоритмы с помощью компьютера можно изобразить на экране. Вообще, если все слегка упростить, то фракталы — это некое преобразование многократно примененное к исходной фигуре.

Основное свойство фракталов — самоподобие. Любой микроскопический фрагмент фрактала в том или ином отношении воспроизводит его глобальную структуру. В простейшем случае часть фрактала представляет собой просто уменьшенный целый фрактал.

Отсюда основной рецепт построения фракталов: возьми простой мотив  и повторяй его, постоянно уменьшая размеры. В конце концов выйдет структура, воспроизводящая этот мотив во всех масштабах.

Берем отрезок и среднюю его  треть переламываем под углом 60 градусов. Затем повторяем эту операцию с каждой из частей получившейся ломаной  — и так до бесконечности. В  результате мы получим простейший фрактал  —триадную кривую, которую в 1904 году открыла математик Хельга фон Кох.

Если на каждом шаге не только уменьшать  основной мотив, но также смещать  и поворачивать его, можно получить более интересные и реалистически  выглядящие образования, например, лист папоротника или даже целые их заросли. А можно построить весьма правдоподобный фрактальный рельеф местности и покрыть её очень  симпатичным лесом. В 3D Studio Max, например, для генерации деревьев используется фрактальный алгоритм. И это не исключение — большинство текстур  местности в современных компьютерных играх представляют фракталы. Горы, лес и облака на картинке — фракталы.

Файлы фрактальных изображений  имеют расширение fif. Обычно файлы  в формате fif получаются несколько  меньше файлов в формате jpg, но бывает и наоборот. Самое интересное начинается, если рассматривать картинки со все большим увеличением. Файлы в формате jpg почти сразу демонстрируют свою дискретную природу — появляется пресловутая лесенка. А вот fif файлы, как и положено фракталам, с ростом увеличения показывают все новую степень детализации структуры, сохраняя эстетику изображения.

 Физические  и логические пиксели.

В КГ для указания местоположения объекта используется математические координаты, однако, поверхность отображения на устройстве вывода - это реал физический объект. Поэтому существует разница м/у физическими и логическими пикселями.

Физические  пиксели - это реальные точки, отображаемые на устройстве вывода, т.е. это наименьшие физические элементы поверхности отображения, которые можно обрабатывать аппаратным или программным способами. Устройства отображения формируют отдельный пиксель из нескольких цветовых составляющих, т.е. несколько по-разному окрашенных точек, которые человеческий глаз, находящийся на достаточном от них расстоянии, воспринимает как единый, однородно окрашенный пиксель. Поскольку физические пиксели занимают определённую площадь поверхности отображения, то на расстояние м/у двумя соседними пикселями вводится ограничение. Под разрешением понимается изображение, приходящее на единицу пиксельного изображения. Разрешение по горизонтали и по вертикали м.б. различным. Традиционной единицей измерения изображения является ppi (pixels pur inch), dpi(dots pur inch). Разрешение pps: R_pps=0,4R_ppi.

Логические  пиксели — подобны математическим точкам, имеют местоположение, но не занимают физического пространства. Поэтому при отображении значения логических пикселей из растровых данных физические пиксели экрана должны учитывать реальные размеры и расположение физических пикселей.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                            Заключение

Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и во многих случаях выступает локомотивом, тянущим за собой всю компьютерную индустрию. Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и вомногих случаях выступает локомотивом, тянущим за собой всю компьютерную индустрию.

 

 

 

 

 

 

 

 

                          Список  используемой литературы

Литвиненко М.В . Конспект лекций по курсу «Компьютерная графика», Е.В Шишкин , А.В Боресков «Компьютерная графика» , Диалог-МИФИ.

  Компьютерная графика: Энциклопедия./ Рэйнбоу В. - СПб.: Питер.

 Компьютерная графика: Учебник  для вузов. 2-е изд./ Петров М.Н., Молочков В.П. - СПб. Питер.

 Компьютерная графика. Трюки и Эффекты /Гурский Ю., – СПб.: Питер.

  Компьютерная графика: Практикум./ Л.А.Залогова – М.: ЛБЗ.

Теория и методика обучения информатике: учебник / [М.П. Лапчик, И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, М.И. Рагулина и др.]; под ред. М.П. Лапчика. – М.: Издательский центр «Академия».