Компьютерная графика на ПЭВМ

17

Содержание

Введение...................................................................................................................3

1.      Компьютерная графика в Интернете................................................................4

2.      Виды компьютерной графики...........................................................................4

3.      Растровая графика..............................................................................................5

4.      Векторная графика.............................................................................................7

4.1.     Математические основы векторной графики..........................................7

5.      Соотношение между векторной и растровой графикой.................................9

6.      Фрактальная графика.......................................................................................10

7.      Основные понятия компьютерной графики..................................................11

8.      Цветовое разрешение и цветовые модели.....................................................12

8.1.     Цветовая модель RGB..............................................................................12

8.2.     Цветовая модель CMYK..........................................................................13

8.3.     Цветовая модель HSB...............................................................................14

9.      Классификация компьютерной графики........................................................14

Заключение.............................................................................................................17

Список литературы................................................................................................18

Введение

              Работа с компьютерной графикой – одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причём занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы или просто в выпуске рекламной листовки или буклета. Крупные фирмы заказывают такую работу рекламным агентствам. Малые предприятия, имеющие ограниченный бюджет, часто обходятся своими силами и доступными программными средствами.

              Предмет моей работы  – компьютерная графика на ПЭВМ.

              Цель реферата – изучение основ компьютерной графики на ПЭВМ.

              В своей работе я рассмотрела такие вопросы, как: компьютерная графика в Интернете, её виды; основные понятия компьютерной графики, цветовое разрешение и цветовые модели, а также классификация компьютерной графики.

              Без компьютерной графики не обходится ни одна современная мультимедийная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения.

              Основные трудозатраты в работе редакций и издательств тоже составляют художественные и оформительские работы с графическими программами.

1.      Компьютерная графика в Интернете

Необходимость широкого использования графических программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета и, в первую очередь, благодаря службе Word Wide Web, связавшей в единую «паутину» миллионы отдельных «домашних страниц». Даже беглого путешествия по этим страницам достаточно, чтобы понять, что страница, оформленная без компьютерной графики, не имеет шансов выделиться на фоне широчайшего круга конкурентов и привлечь к себе массовое внимание.

Потребность в разработке привлекательных web-страниц во много раз превышает возможности художников и дизайнеров, которым можно было бы поручить эту работу. В связи с этим современные графические средства разрабатываются с таким расчётом, чтобы не только дать удобные инструменты профессиональным художникам и дизайнерам, но и предоставить возможность для продуктивной работы и тем, кто не имеет необходимых профессиональных навыков и врождённых способностей к художественному творчеству.

2. Виды компьютерной графики

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения, различают всего три вида компьютерной графики. Это растровая, векторная и фрактальная. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику применяют при разработке электронных (мултимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели используют сканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Соответственно большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не сколько на создание изображений, сколько на их обработку.  В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации.

Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, редакциях и изданиях. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Существуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путём математических расчётов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но её часто используют в развлекательных программах.

3. Растровая графика

Основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселом. В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселов.

С размером изображения непосредственно связано его разрешение. Этот параметр измеряется в точках на дюйм (dots per ihch – dpi). У монитора с диагональю 15 дюймов размер изображения на экране составляет примерно 28х21см. Зная, что в одном дюйме 25,4мм. можно рассчитывать, что при работе монитора в режиме изображения равно 72 dpi.

При печати разрешение должно быть намного выше. Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения 200-300 dpi. Стандартный фотоснимок размером 10х15см. должен содержать примерно 1000х1500 пикселов.

Большие объемы данных – это основанная проблема при использовании растровых изображений. Для активных работ с большеразмерными иллюстрациями типа журнальной полосы требуются компьютеры с исключительно большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и более). Такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные процессоры.

Второй недостаток растровых изображений связан с невозможностью их увеличения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то его увеличение приводит к тому, что эти точки становятся крупнее. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удаётся. Более того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает её грубой. Этот эффект называется  пикселизацией.

4. Векторная графика

В векторной графике основным элементом изображения является линия (при этом не важно, прямая или кривая). Объём памяти, занимаемый линией, не зависит от её размера, поскольку линия представляется в идее формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров.

Линия – это элементарный объект векторной графики. Всё, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например, объект четырёхугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб ещё более сложен: его можно рассматривать либо как двенадцать связных линий, либо как шесть связанных четырёхугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой.

Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой графикой. Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на принтер.

Как и все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, её толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

4.1. Математические основы векторной графики

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур.

Согласно вышесказанному о том, что простейшим объектом векторной графики является линия, рассмотрим несколько её видов.

Точка

Точка на плоскости задаётся двумя числами (x, y), определяющими её положение относительно начала координат.

Прямая линия

Для задания прямой линии достаточно двух параметров. Обычно график прямой линии описывается уравнением y=kx+b. Зная эти параметры k  и  b, всегда можно нарисовать бесконечную прямую линию в известной системе координат.

Отрезок прямой

Для задания отрезка прямой надо знать ещё пару параметров, например координаты x1 и  x2 начала и конца отрезка, поэтому для описания отрезка прямой линии необходимы четыре параметра.

Кривая второго порядка

К кривым второго порядка относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности и другие линии, уравнения которых не содержат степеней выше второй. Прямые линии – это частный случай кривых второго порядка. Отличаются кривые второго порядка тем, что не имеют точек перегиба. Самая общая формула кривой второго порядка может выглядеть, например так:

x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0

Пяти параметров вполне достаточно для описания бесконечной кривой второго порядка. Для записи отрезка кривой второго порядка необходимо на два параметра больше.

Кривая третьего порядка

Отличительная особенность этих более сложных кривых состоит в том, что они могут иметь точку перегиба. Эти кривые хорошо соответствуют тем линиям, которые мы наблюдаем в живой природе, например, линиям изгиба человеческого тела,  поэтому в качестве основных объектов векторной графики используют именно такие линии. Все прямые и кривые второго порядка являются частными случаями всех прямых и кривых третьего порядка.

В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать так:

x3+a1y3+a2x2y+a3xy2+a4x2+a5y2+a6xy+a7x+a8y+a9=0

Для записи кривой третьего порядка достаточно девяти параметров. Для задания отрезки надо иметь на два параметра больше.

Кривые Безье

Для рисования кривой третьего порядка по заданным коэффициентам её уравнения в векторных редакторах применяют кривые Безье. Отрезки кривых Безье – это частный случай отрезков кривых третьего порядка. Они описываются восемью параметрами.

Метод построения кривой Безье основан на использовании пары касательных, проведённых к линии в точках её концов. На практике эти касательные выполняют роль «рычагов», с помощью которых линию изгибают так, как это необходимо. На форму линии влияет не только угол наклона касательной (а вместе с ней и формой линии) производят перетаскиванием маркера с помощью мыши.

5. Соотношение между векторной и растровой графикой

Говоря о растровой графике, можно указать на два её недостатка: значительный объём массивов данных, которые надо хранить и обрабатывать, а также невозможность масштабирования изображения без потери качества.

Векторная графика устраняет эти два недостатка, но в свою очередь усложняет работу по созданию художественных иллюстраций. На практике средства векторной графики используют не для создания художественных композиций, а для оформительских, чертёжных и проектно-конструкторских работ.