Теоретические основы компьютерной графики

1.

Теоретические основы
компьютерной графики

2.

Компьютерная графика (машинная графика) – область
деятельности, в которой компьютеры используются как
инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для
обработки информации, полученной из реального мира

3.

Обработка информации, представленной в виде
изображений, на ЭВМ имеет множество
разновидностей и массу практических
приложений. Эту область обработки информации
обычно принято разделять на три направления:
компьютерную графику, обработку изображений
и распознавание изображений.

4.

Основные сферы применения компьютерной графики

5.

Виды компьютерной
графики
Растровая
Векторная
Фрактальная
Графические редакторы КОМПАС и AutoCad
создают чертежи по принципу векторной
графики!

6.

Растровое изображение — изображение,
представляющее собой сетку пикселей — цветных
точек (обычно прямоугольных) на мониторе, бумаге
и других отображающих устройствах.
Схема хранения растровой
Растровую графику
графики
редактируют с
помощью растровых
графических редакторов.
Создаётся растровая графика
фотоаппаратами, сканерами,
непосредственно в растровом
редакторе, а также путём
экспорта из векторного
редактора или в
виде снимков экрана

7.

Преимущества:
Растровая графика позволяет создать практически любой
рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например,
от векторной, где невозможно точно передать эффект
перехода от одного цвета к другому без потерь в размере
файла.
Распространённость — растровая графика используется
сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.
Высокая скорость обработки сложных изображений, если не
нужно масштабирование.
Растровое представление изображения естественно для
большинства
устройств
ввода-вывода
графической
информации,
таких
как
мониторы
(за
исключением векторных устройств вывода), матричные и
струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры, а
также сотовые телефоны.

8.

Недостатки:
Большой размер файлов у простых изображений.
Невозможность идеального масштабирования.
Невозможность
вывода
графопостроитель.
на
печать
на
векторный
Основные форматы файлов:
BMP, GIF, PNG, JPEG, TIFF

9.

Векторное изображение - способ представления
объектов и изображений в компьютерной графике,
основанный на математическом описании
элементарных геометрических объектов, обычно
называемых примитивами, таких как: точки, линии,
сплайны, кривые Безье, окружности, многоугольники.
При выводе на
мониторы
векторная графика
предварительно
преобразуется в
растровую
графику
Растровая
Векторная
Объекты векторной графики являются
графическими изображениями математических
объектов.

10.

Преимущества:
Объем данных, занимаемый описательной частью, не
зависит от реальной величины объекта, что позволяет,
используя минимальное количество информации, описать
сколь угодно большой объект файлом минимального
размера.
В связи с тем, что информация об объекте хранится в
описательной
форме,
можно
бесконечно
увеличить
графический примитив при выводе на графическое
устройство.
Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены.
Также это означает что перемещение, масштабирование,
вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества рисунка.
При увеличении или уменьшении объектов толщина линий
может быть задана постоянной величиной, независимой от
реальной площади изображаемой фигуры.

11.

Недостатки:
Не каждая графическая сцена может быть легко изображена
в векторном виде из-за сложности объекта.
Перевод векторной графики в растровое изображение
достаточно прост. Но обратный путь, как правило, сложен.
Преимущество векторной картинки - масштабируемость пропадает, когда векторный формат отображается в
растровое разрешение с особо малыми разрешениями
графики.
Основные форматы файлов:
SVG, CDR, CGM, DFX, PDF, FLA, WMF

12.

Типичные примитивные объекты
векторной графики
1. Линия, ломаная линия
2. Многоугольники
3. Окружности и эллипсы
4. Кривые Безье
5. Текст

13.

Фракта́л (лат. fractus - дроблёный, сломанный, разбитый) математическое множество, обладающее свойством самоподобия
Фракталы широко применяются в компьютерной графике для
построения изображений природных объектов, таких как
деревья, кусты, горные ландшафты, поверхности морей и так
далее
Обладает нетривиальной структурой на всех
масштабах.
В этом отличие от регулярных фигур (таких
как окружность, эллипс, график гладкой функции): если
рассмотреть небольшой фрагмент регулярной фигуры в
очень крупном масштабе, то он будет похож на фрагмент
прямой.

14.

Трёхмерная графика — раздел компьютерной графики,
посвящённый методам создания изображений или видео путём
моделирования объёмных объектов в трёхмерном
пространстве.
3D - моделирование - это процесс создания трёхмерной модели
объекта. Задача 3D - моделирования - разработать визуальный
объёмный образ желаемого объекта

15.

Основные этапы трехмерного моделирования
Этап 1. Моделирование
создание трёхмерной математической модели сцены
и объектов в ней

16.

Основные этапы трехмерного моделирования
Этап 2. Текстурирование
назначение поверхностям моделей растровых или
процедурных текстур

17.

Основные этапы трехмерного моделирования
Этап 3. Освещение (при необходимости)
установка и настройка источников света

18.

Основные этапы трехмерного моделирования
Этап 4. Анимация (при необходимости)
придание движения объектам
Этап 5. Вывод на экран
вывод полученного изображения на устройство
вывода - дисплей или специальный принтер

19.

Программное обеспечение в области
компьютерной графики
Компьютерная графика для полиграфии
Пакеты компьютерной графики для полиграфии позволяют дополнять
текст иллюстрациями разного происхождения, создавать дизайн
страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким
качеством.
Компьютерная графика для рисования (2D)
Программы компьютерного рисования используются в качестве
дополнительных компонентов к полиграфическим комплексам,
дизайнерским, презентационным или анимационным программам.
PixBuilder
Studio
The GIMP
Paint.net
Artweaver
PaintTool
SAI

20.

Программное обеспечение в области
компьютерной графики
Программы для презентаций
Программы допускают удобный импорт видео и звуковых
файлов, в них предусмотрены средства анимации диаграмм.
PowerPoint
Astound
Novell Presentations
Программы для моделирование (2D и 3D)
Программы двумерного и трехмерного моделирования применяются
для дизайнерских и инженерных разработок. Кроме того: они могут
дополнить программы трехмерной анимации, полиграфические и
презентационные пакеты.

21.

Система трехмерного
моделирования КОМПАС-3D
КОМПАС-3D — система трехмерного проектирования, ставшая
стандартом для тысяч предприятий, благодаря сочетанию
простоты
освоения
и
легкости
работы
с
мощными
функциональными
возможностями
твердотельного
и
поверхностного моделирования
Ключевой особенностью продукта является использование
собственного математического ядра С3D и параметрических
технологий, разработанных специалистами АСКОН.
КОМПАС-3D обеспечивает поддержку наиболее распространенных
форматов 3D-моделей (STEP, ACIS, IGES, DWG, DXF), что
позволяет организовывать эффективный обмен данными со
смежными организациями и заказчиками, использующими любые
CAD / CAM / CAE-системы в работе.
Возможности
системы
обеспечивают
проектирование
машиностроительных изделий любой сложности и в соответствии с
самыми передовыми методиками проектирования.

22.

Возможности КОМПАС-3D для
машиностроения и приборостроения
Классическое твердотельное моделирование
Создание листовых деталей и обечаек
Проектирование
с
применением
сложных
поверхностей
Формирование электронной модели изделий
Простота в освоении и использовании

23.

Графический редактор
AutoCad
Двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования
и черчения, разработанная компанией Autodesk. AutoCAD и
специализированные приложения на его основе нашли широкое
применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и
других отраслях промышленности.
Интерфейс пользователя поддерживает возможность настройки
под потребности конкретной отрасли. Изменяются установки по
умолчанию для различных функциональных возможностей
AutoCAD,
включая
шаблоны
чертежей,
содержимое
инструментальных палитр, рабочее пространство.
AutoCAD включает в себя полный набор средств, обеспечивающих
комплексное трёхмерное моделирование, в том числе работу с
произвольными формами, создание и редактирование 3D-моделей
тел и поверхностей, улучшенную 3D-навигацию и эффективные
средства выпуска рабочей документации.

24.

Возможности AutoCad для
машиностроения и приборостроения
Создание чертежей любого уровня сложности с
минимальными временными затратами
Интуитивный интерфейс
Упрощенная документация
Инновационное 3D-проектирование
Персонализация
Простота в освоении и использовании

25.

Благодарю за внимание!