Компьютерная графика

1. Компьютерная графика

Проект по информатике ученицы 10 класса Семеновой Марии
Учитель: Кулакова Н.А.
КОМПЬЮТЕРНАЯ
ГРАФИКА

2. Содержание

Понятие «компьютерная графика»
История
Основные области применения
Техническая сторона
4.1. Двухмерная графика
4.2. Трехмерная графика
4.3. CGI графика
5. Представление цветов в компьютере
5.1. Цветовая модель
5.2. Цветовое пространство
6. Выводы
1.
2.
3.
4.

3. Что такое компьютерная графика?

Компьютерная графика - это область
информатики, занимающаяся проблемами
получения различных изображений (рисунков,
чертежей, мультипликации) на компьютере.

4. История

Первые вычислительные машины не
имели отдельных средств для работы
с графикой, однако уже
использовались для получения и
обработки изображений.
В 1961 году программист С. Рассел
возглавил проект по созданию первой
компьютерной игры с графикой. Игра
была создана на машине PDP-1. В 1963
году американский учёный Айвен
Сазерленд создал программноаппаратный комплекс Sketchpad,
который позволял рисовать точки,
линии и окружности на
трубке цифровым пером. По сути, это
был первый векторный редактор,
реализованный на компьютере

5. История

В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных
приложениях компьютерной графики. В 1964 году General Motors
представила систему автоматизированного проектирования DAC1, разработанную совместно с IBM. В 1964 году группой под
руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная
математическая модель движения кошки.

6. Основные области применения

Научная
Деловая
Графика
Конструкт
орская
Иллюстрат
ивная
Художеств
енная
Анимация

7. 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.

8. Деловая графика

Это область компьютерной
графики, предназначенная
для наглядного
представления различных
показателей работы
учреждений. Плановые
показатели, отчетная
документация,
статистические сводки - вот
объекты, для которых с
помощью деловой графики
создаются иллюстративные
материалы. Программные
средства деловой графики
включаются в состав
электронных таблиц.

9. Конструкторская графика

Используется в работе инженеров-конструкторов,
архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид
компьютерной графики является обязательным элементом
САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами
конструкторской графики можно получать как плоские
изображения (проекции, сечения), так и пространственные
трехмерные изображения.

10. Художественная (рекламная) графика

С помощью компьютера создаются рекламные ролики,
мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации.
Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов
компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной
особенностью этих графических пакетов является возможность
создания реалистических изображений и "движущихся картинок".

11. Иллюстративная графика

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.

12. Компьютерная анимация

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.

13. Двухмерная графика

Двухмерная (2D — от англ. two dimensions — «два
измерения») компьютерная графика
классифицируется по типу представления
графической информации, и следующими из него
алгоритмами обработки изображений. Обычно
компьютерную графику разделяют на векторную и
растровую, хотя обособляют ещё и фрактальный тип
представления изображений.
2D-графика
Векторная
Растровая
Фрактальная

14. Векторная графика

Векторная графика —
способ представления
объектов и изображений
в компьютерной графике,
основанный на
использовании
элементарных
геометрических объектов,
таких как точки,
линии, сплайны и многоуго
льники. Объекты векторной
графики являются
графическими
изображениями
математических функций.

15. Растровая графика

Растровое изображение —
изображение, представляющее собой
сетку пикселей или цветных точек на
компьютерном мониторе, бумаге и
других отображающих устройствах и
материалах (растр). Важными
характеристиками изображения
являются:
количество пикселей;
количество используемых цветов
или глубина цвета;
цветовое пространство (цветовая
модель) — RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.;
разрешение — справочная величина,
говорящая о рекомендуемом размере
изображения.

16. Фрактальная графика

Фрактал — объект, отдельные
элементы которого наследуют
свойства родительских структур.
Поскольку более детальное
описание элементов меньшего
масштаба происходит по простому
алгоритму, описать такой объект
можно всего лишь несколькими
математическими уравнениями.
Фракталы позволяют описывать
целые классы изображений, для
детального описания которых
требуется относительно мало
памяти. С другой стороны, фракталы
слабо применимы к изображениям
вне этих классов.

17. Трехмерная графика

Трёхмерная графика (3D — от англ. three dimensions —
«три измерения») оперирует с объектами в трёхмерном
пространстве. Обычно результаты представляют
собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная
компьютерная графика широко используется в кино,
компьютерных играх.

18. CGI графика

CGI (англ. computer-generated imagery,
букв. «изображения, сгенерированные
компьютером») — неподвижные и
движущиеся изображения,
сгенерированные при
помощи трёхмерной компьютерной
графики, и использующиеся
в изобразительном
искусстве, печати, кинематографических спецэффектах, на телевидении и
в симуляторах. В компьютерных
играх обычно используется
компьютерная графика в реальном
времени, но периодически
добавляются и внутриигровые видео,
основанные на CGI.

19. Представление цветов

Для передачи и хранения цвета в компьютерной
графике используются различные формы его
представления. В общем случае цвет представляет
собой набор чисел, координат в некоторой цветовой
системе. Стандартные способы хранения и
обработки цвета в компьютере обусловлены
свойствами человеческого зрения.
Кодирование
Аналоговое
Дискретное

20. Способы кодирования

Информация, в том числе графическая , может быть
представлена в аналоговой или дискретной форме. При
аналоговом представлении физическая величина принимает
бесконечное множество значений, причем ее значения
изменяются непрерывно. При дискретном представлении
физическая величина принимает конечное множество значений,
причем ее величина изменяется скачкообразно.
Дискретизация – это
преобразование непрерывных
изображений и звука в набор
дискретных значений в форме
кодов.

21. Кодирование растровой графики

Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно
задать независимым образом. В процессе кодирования изображения
производится его пространственная дискретизация. Пространственную
дискретизацию изображения можно сравнить с построением
изображения из мозаики. Для черно-белого изображения
информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная,
либо белая – либо 1, либо 0). Для четырех цветного – 2 бита. Для 8 цветов
необходимо – 3 бита. Для 16 цветов – 4 бита. Для 256 цветов – 8 бит (1
байт).

22.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрового
изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой
строке (всего 480 000 точек). В простейшем случае (черно-белое
изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана
может иметь одно из двух состояний - "черная" или "белая", то
есть для хранения ее состояния необходим 1 бит. Цветные
изображения формируются в соответствии с двоичным кодом
цвета каждой точки, хранящимся в. Цветные изображения могут
иметь различную глубину цвета, которая задается количеством
битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее
распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24
или 32 бита.

23. Цветовая модель

Цветовая модель — абстрактная модель описания
представления цветов в виде кортежей чисел, обычно из трёх
или четырёх значений, называемых цветовыми
компонентами или цветовыми координатами. Для
представления цвета в виде числового кода используются две
обратных друг другу цветовые модели: RGB или CMYK. Если
кодировать цвет одной точки изображения тремя битами (по
одному биту на каждый цвет RGB), то мы получим все восемь
различных цветов.

24. RGB

RGB ( аббревиатура английских
слов Red, Green, Blue —
красный, зелёный, синий)
предложил Джеймс Максвелл. Выбор
основных цветов обусловлен
особенностями физиологии
восприятия
цвета сетчаткой человеческого глаза.
Цветовая модель RGB нашла широкое
применение в технике. Для
большинства приложений
значения координат r, g и b можно
считать
принадлежащими отрезку [0,1], что
представляет пространство RGB в
виде куба 1×1×1.

25. CMYK

Четырёхцветная автотипия (CMYK: Cyan,
Magenta, Yellow, Key color) — субтрактивная
схема формирования цвета, используемая
прежде всего в полиграфии для
стандартной триадной печати. Схема CMYK
обладает сравнительно с RGB меньшим
цветовым охватом. По-русски
эти цвета часто
называют голубым, пурпурным и жёлтым,
хотя первый точнее называть синезелёным, а маджента — лишь часть
пурпурного спектра. Цвет в CMYK зависит не
только от спектральных характеристик
красителей и от способа их нанесения, но и
их количества, характеристик бумаги и
других факторов.

26. Цветовое пространство

Цветовое пространство представляет собой модель представления
цвета, основанную на использовании цветовых координат. Цветовое
пространство строится таким образом, чтобы любой цвет был
представим точкой, имеющей определённые координаты, причём так,
чтобы одному набору координат соответствовал один цвет. К
примеру, RGB является трёхмерным цветовым пространством, где
каждый цвет описан набором из трёх координат — каждая из них
отвечает компоненте цвета в разложении на красный, зелёный и синий
цвета. Количество координат задаёт размерность пространства.
Существует много цветовых пространств различной размерности — от
одномерных, до шести и десяти-мерных,

27. Выводы

Компьютерная графика сейчас стала основным
средством связи между человеком и компьютером,
постоянно расширяющим сферы своего
применения, т.к. в графическом виде результаты
становятся более наглядными и понятными.

28. Растровая\векторная графика

Критерий сравнения
Растровая графика
Векторная графика
Способ представления
изображения
Растровое изображение
строится из множества
пикселей.
Векторное изображение
описывается в виде
последовательности
команд.
Представление объектов
реального мира
Растровые рисунки
эффективно
используются для
представления реальных
образов.
Векторная графика не
позволяет получать
изображения
фотографического
качества.
Качество редактирования
изображения
При масштабировании и
вращении растровых
картинок возникают
искажения.
Векторные изображения
могут быть легко
преобразованы без
потери качества.
Особенности печати
изображения
Растровые рисунки могут
быть легко напечатаны на
принтерах.
Векторные рисунки
иногда не печатаются или
выглядят на бумаге не так,
как хотелось бы.

29. RGB\CMYK

30. Источники информации

http://project68.narod.ru/Integ/1/681/pages/b3.
htm
http://www.goodfon.ru/
http://www.5byte.ru/z9/0007.php
http://www.klyaksa.net/htm/exam/exam2007/ex
am_9_2007/bilet04.htm
http://informatikaiikt.narod.ru/obrabotkagraf1.ht
ml
http://images.yandex.ru/
http://ru.wikipedia.org/