Основы компьютерной графики

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение высшего профессионального  образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»   Институт Архитектуры  и Дизайна Кафедра Геометрического  моделирования и компьютерной графики             РЕФЕРАТ по Основам производственного  мастерства   Основы компьютерной графики                                     Преподаватель                         __________             _______________                                                               подпись, дата                           инициалы, фамилия           Студент   АФ 13-63                                                                                                 номер группы        номер зачетной книжки         подпись, дата      инициалы, фамилия       Красноярск 2013

 

Содержание

 

Введение

 

Направления графики

 

Виды графики

Растровая графика

Векторная графика

 

Форматы графических файлов

Форматы растровых изображений

Форматы векторных изображений

 

Алгоритмы сжатия

 

Теория цвета

Цветовые модели

 

Фотошоп Ретуширование Применение в профессии

 

 

Вывод

 

Словарь терминов

 

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

 

История компьютерной графики:

Компьютерная  графика – область графики, где  в качестве инструмента создания и обработки изображения используется компьютер. Компьютерная графика появилась относительно недавно, но уже прочно обосновалась в рядах инструментов для создания изображений. Используется во многих областях. Компьютерная графика используется людьми таких профессий как художники, дизайнеры кино, видеоигр, дизайнеры графической продукции и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НАПРАВЛЕНИЯ ГРАФИКИ

 

Научная графика

Первые компьютеры использовались лишь для решения  научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи  рассчитанных конструкций. Первые графики  на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные  устройства — графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная  научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

 

Деловая графика

Эта область  компьютерной графики предназначена  для создания иллюстраций, часто  используемых в работе различных  учреждений. Плановые показатели, отчётная документация, статические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Чаще всего это графики, круговые и столбчатые диаграммы.

 

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.

 

Иллюстративная  графика 

Иллюстративная  графика — это произвольное рисование  и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся  к прикладному программному обеспечению  общего назначения. Простейшие программные  средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

 

Художественная  и рекламная графика 

С помощью  компьютера создаются  рекламные  ролики, мультфильмы,  компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.

 

Компьютерная  анимация 

Компьютерная  анимация — это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния  рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно  на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

 

ВИДЫ ГРАФИКИ

  

Существует  три вида компьютерной графики: растровая, векторная и фрактальная. Они  отличаются принципами формирования изображения  при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. Каждый вид применяется в определенной области. Например, растровая графика используется при разработке мультимедийных и полиграфических проектов. Векторная чаще служит для оформительских работ. А создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании, а скорее в программировании.

 

Растровая графика.

 

Растровое изображение  представляет собой сетку, состоящую  из точек (в форме квадрата), каждая из которых имеет собственный  цвет и координаты расположения. Точки называются пикселями, а совокупность пикселей – растром. Качество растрового изображения зависит от его размера и разрешения. Единица измерения разрешения "dpi" - dots per inch - точек на дюйм.  Графические редакторы, предназначенные для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не только на создание изображений, но и на их обработку. Растровые рисунки эффективны для представления реальных образов, т.е. при помощи растровых редакторов можно получить реалистичное и даже фотореалистичное изображение.

 

Преимущества:

• Растровая графика позволяет создать практически любое изображение, вне зависимости от сложности. Способна передать тончайшие нюансы изображения, и имеет широкие возможности по его редактированию, т.к. предоставляет доступ к каждому пикселю изображения.
• Широкая распространенность в применении.
• Быстрота обработки сложного изображения (без учета масштабирования).
• Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации (мониторы, принтеры, фотоаппараты, сканеры).
• Растровые рисунки легко печатаются на принтере.

 

Недостатки:

• Большой размер файлов даже у простых изображений.
• Невозможность идеального масштабирования – теряется качество, и появляются искажения.

 

Основные графические редакторы:

 

Adobe Photoshop, Corel Painter, Paint Tool SAI, GIMP

 

 

Векторная графика.

 

Векторная графика - это графика, в которой изображение  описывается кривыми Безье с  использованием опорных точек, которые  создают тем самым контур изображения. Цвет задается цветом контура и области  внутри этого контура. Векторный  графический объект включает два элемента: контур и его внутреннюю область, которая может быть пустой или иметь заливку в виде цвета, цветового перехода (градиента). Контур может быть как замкнутым, так и разомкнутым. В векторном объекте он выполняет двойную функцию. Во-первых, с помощью контура можно менять форму объекта. Во-вторых, контур векторного объекта можно оформлять (тогда он будет играть роль обводки), предварительно задав его цвет, толщину и стиль линии. В настоящее время векторная графика применяется в компьютерной полиграфии, для верстки изданий, при разработке дизайна, рекламы, анимации, декоративных композиций, создания логотипов, шрифтов, для построения чертежей, а также в программах построения трехмерных графических объектов и т.д.

 

Преимущества:

 

• Каждый контур – независимый объект, который можно перемещать, масштабировать, изменять множество раз. Это дает высокое качество изображения и возможность масштабирования без потери качества,  что имеет принципиальное значение в тех областях графики где требуется сохранение ясных и четких контуров.
• Векторная графика требует меньше памяти компьютера для хранения изображений. Т.к. сохраняется не само изображение, а основные данные, имея которые, программа каждый раз воссоздает картинку заново.
• Есть возможность редактировать отдельные части рисунка не оказывая влияния на остальные.

 

Недостатки:

• Не каждый объект может быть изображен в векторном виде, нет возможности создать изображение фотографического качества.
• Векторные изображения описываются десятками и тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода, и случается такое что, на бумаге изображение выглядит не так как на мониторе, или вообще не распечатается.

 

Основные графические редакторы:

 

 Corel Draw, Adobe Illustrator, Adobe InDesign, Macromedia Freehand

 

Фрактальная графика. 

Фрактальная графика, как  и векторная –  вычисляемая, но отличается тем, что  никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению, или системе уравнений, поэтому ничего кроме формулы  хранить не надо. Чтобы получить другую картину достаточно изменить их коэффициенты. Фрактальная геометрия  основана на принципе наследования от так называемых «родителей» геометрических свойств объектов-наследников. 

 

 

 

Программные средства для  работы с фрактальной графикой предназначены  для автоматической генерации изображений  путем математических расчетов.

Фрактальная графика, как  и векторная - вычисляемая, но отличается от неё 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. Способность  фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Математической  основой фрактальной графики  является фрактальная геометрия. Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.

 

Преимущества:

Недостатки:

Где используетс

ФОРМАТЫ ГРАФИЧЕСКИХ ФАЙЛОВ

 

Формат графического файла – способ записи графической  информации, предназначен для хранения изображения, а так же определяет тип графической информации –  растровый или векторный, алгоритм сжатия, глубину цвета и т.д. Кроме  того в нем может храниться  дополнительная информация, используемая графическими редакторами. Каждый формат соответствует определенному расширению файла.

 

Форматы  растровых графических файлов

 

Растровые изображения  обычно хранятся в сжатом виде. В  зависимости от типа сжатия может  быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Так же в графическом файле может храниться дополнительная информация: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

 

BMP (от англ. Bitmap Picture) – самый простой растровый формат, разработанный компанией Microsoft, и интегрированный в операционную систему Windows, потому поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. Данные о цвете хранятся в модели RGB, поддерживаются индексированные цвета и полноцветные изображения. Формат поддерживает RLE – сжатие без потери качества. Применяется для хранения растровых изображений. Для использования в Windows, например, иконок на рабочем столе. Не подходит для web,печати, переноса и хранения информации.

 

GIF (от англ. Graphics Interchange Format) - формат, использующий алгоритм сжатия без потерь информации LZW, что обеспечивает небольшие размеры файлов. Максимальная глубина цвета - 8 бит (256 цветов). В нём также есть возможность записи анимации. Поддерживает прозрачность пикселей (двухуровневая – полная прозрачность, либо полная непрозрачность). Данный формат широко применяется при создании Web-страниц. Его выгодно применять для изображений с малым количеством цветов и резкими границами (например, для текстовых изображений). Является самым популярным форматом на пространствах интернета, но не подходит для полиграфии.

 

PNG ( от англ. Portable Network Graphics) - разработан с целью заменить формат GIF. Использует алгоритм сжатия Deflate без потерь информации (усовершенствованный LZW), сжимает растровые изображения не только по горизонтали но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия. Поддерживает каналы градиентных масок прозрачности (256 уровней прозрачности), за счет применения дополнительного альфа-канала с 256 градациями серого. Имеет двумерную чересстрочную развертку и встроенную гамма-коррекцию, позволяющую сохранять изображения, яркость которых будет неизменна на любых машинах PC. Формат создавался для интернета, и не имеет в заголовке места для дополнительных параметров типа разрешения, поэтому для хранения изображений подлежащих печати он не подходит. Но очень хорош для публикации высококачественной цифровой графики в интернете.