Компьютерная графика

Компьютерная графика

Виды компьютерной графики

• Растровая
• Векторная
• Фрактальная

Отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Векторная графика

• Предназначена для создания изображений, в меньшей степени для их обработки.
• Изображения стоятся из примитивов. (Примитивы – простые объекты: прямые линии, дуги, окружности, эллипсы, прямоугольники, заполненные цветом области).
• Изображение описывается в виде последовательности команд.

Достоинства и недостатки

• Векторные изображения занимают относительно небольшой размер памяти.
• Векторные рисунки могут быть легко масштабированы без потери качества.

• Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.
• Векторные рисунки иногда не печатаются или при печати выглядят не так, как на экране.

Способы воспроизведения

• Изображения запоминаются в виде набора формул.
• Основные типы линий:

• Прямая (линия первого порядка); Линия без точек перегиба типа параболы (линия второго порядка); Линия с точками перегиба типа кубической параболы (линия третьего порядка.)
• Прямая (линия первого порядка); Линия без точек перегиба типа параболы (линия второго порядка); Линия с точками перегиба типа кубической параболы (линия третьего порядка.)
• Прямая (линия первого порядка);
• Линия без точек перегиба типа параболы (линия второго порядка);
• Линия с точками перегиба типа кубической параболы (линия третьего порядка.)

Простейшая незамкнутая линия имеет две вершины, которые называются узлами .

Для рисования кривых третьего порядка применяют кривые Безье .

Метод построения кривых Безье основан на использовании пары касательных, проведенных к линии в точках ее концов. На форму линии влияет не только угол наклона касательной, но и длина ее отрезка.

Программы и примеры

• CorelDRAW
• Adobe Illustrator
• Macromedia Flash

Примерами векторных изображений являются рисунки из коллекции Microsoft Clipart Gallery .

Это файлы типа *. wmf .

Векторными методами формируются шрифты для компьютерных программ True Type .

Растровая графика

• Применяется для разработки электронных и полиграфических изданий.
• При создании файлов используются сканированные изображения, редко готовятся вручную.
• Растровый рисунок состоит из дискретных элементов – пикселей.

Термин «пиксель»

В компьютерной графике может обозначать разные понятия :

• наименьший элемент изображения на экране компьютера;
• отдельный элемент растрового изображения;
• точка изображения, напечатанного на принтере.

Будем пользоваться следующей терминологией:

• видеопиксель – наименьший элемент изображения на экране;
• пиксель – отдельный элемент растрового изображения;
• точка – наименьший элемент, создаваемый принтером.

Программы и инструменты

• Растровые изображения создаются средствами специальных программ, с помощью «инструментов», имеющих аналоги в ручной живописи («кисть», «карандаш», «распылитель»).
• Растровые изображения получаются при сканировании.

П риложения для обработки растровых изображений:

• Microsoft Paint; CorelPhoto; PhotoFinish; Adobe Photoshop .
• Microsoft Paint;
• CorelPhoto;
• PhotoFinish;
• Adobe Photoshop .

Достоинства и недостатки

• Растровая графика эффективно представляет изображения фотографического качества (если пикселы достаточно малы, приближаются к размерам видеопикселей).
• Растровые рисунки легко распечатываются на принтерах (т.к. при выводе для представления отдельных пикселей используются точки).

• Для хранения растровых изображений требуется большой объем памяти (запоминается информация о цвете каждого видеопикселя).
• Растровые изображения имеют ограниченные возможности при масштабировании, вращении и других преобразованиях (теряют качество).

Векторное и растровое изображения

Фрактальная графика

• Слово фрактал образовано от латинского fractus и в переводе означает состоящий из фрагментов .
• Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка, многократно увеличенная, оказывается фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений .
• Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.

Примеры фракталов

Основные понятия компьютерной графики

Разрешение изображения и его размер

Одним из основных понятий компьютерной графики является понятие разрешения. Различают три вида разрешения: экрана, печатающего устройства и изображения.

• Разрешение экрана – это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows ). Разрешение экрана измеряется в пикселях и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.
• Разрешение принтера – это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.
• Разрешение изображения – это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения – его физическим размером. Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

Связь между линейным размером иллюстрации и размером файла при разных разрешениях отпечатка:

600 dpi

Размер отпечатка

300 dpi

150 dpi

75 dpi

24 Мб

1,5 Мб

Фотография (10х15 см.)

6 Мб

380 Кб

Обложка журнала (21х30 см.)

1,9 Мб

7,5 Мб

30 Мб

120 Мб

Связь между размером иллюстрации (в пикселях) и размером отпечатка (в мм) при разных разрешениях отпечатка

Размер отпечатка (в мм) при разрешении:

Размер иллюстрации

600 dpi

300 dpi

150 dpi

(пиксели)

75 dpi

28х20

55х40

108х81

212х163

640х480

34х26

68х51

136х102

800х600

271х203

44х33

344х260

1024х768

88х66

173х120

1600х1200

271х203

136х102

68х51

542х406

Типы графических файлов

По назначению типы графических файлов можно поделить на две группы:

• Для отображения на экране монитора (Gif, Jpeg, Png) .
• Для последующей печати (Eps, Tiff) .

Win Bitmap

*.bmp

Растровые данные во всех приложениях Windows

TIFF

*.tif

растровые изображения высокого качества

*.psd

растровые данные программы Photoshop

PSD

PCX

*.pcx

растровые данные программы PaintBrush

JPEG

*.jpg

сжатые растровые данные

сжатое изображение с фиксир. числом цветов

GIF

*.gif

PNG

*.png

формат изображений для Web

WMF

*.wmf

векторные данные во всех приложениях Win

*.eps

векторные и растровые данные Adobe

EPS

PDF

*.pdf

мощно сжатые данные

*.fla

рабочий документ Flash

FLASH

FLASH

*.swf

опубликованный документ Flash