Компьютерная графика. Обработка графической информации

1. КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

• ОБРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИИ

2. Ключевые слова

графический объект
компьютерная графика
растровая графика
векторная графика
форматы графических файлов

3.

Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла в нашу повседневную
жизнь. Она применяется:
при
для
вдля
при
тренажёрах
творческого
создании
наглядного
разработке
спецэффектов
и компьютерных
представления
самовыражения
дизайнов интерьеров
в киноиндустрии
играх
результатов
человека
и ландшафтов
измерений и
наблюдений

4.

Способы создания цифровых
графических объектов
Графические
Принцип работы
объекты,
сканера
созданные
состоит вилитом,обработанные
чтобы разбитьс
помощью компьютера,
имеющееся
на бумажном
сохраняются
носителе на
изображение
компьютерных
на крошечные
носителях;
при необходимости
квадратики
- пиксели,
они определить
могут быть цвет
выведены
каждого
на бумагу
пикселяили
и
другой подходящий
сохранить
его в двоичном
носитель
коде
(плёнку,
в памяти
картон).
компьютера.
Способы получения цифровых
графических объектов
Копирование готовых
изображений с
цифровой фотокамеры,
из Интернета
Создание новых
изображений с
помощью программного
обеспечения
Ввод графических
изображений
с помощью сканераЦифровая фотокамера
Сканер

5. Задача

Сканируется цветное изображение размером 10 10 см.
Разрешающая способность сканера 1200 1200 dpi, глубина цвета – 24
бита. Какой информационный объём будет иметь полученный
графический файл?
Решение.
Размеры сканируемого изображения составляют приблизительно
4 4 дюйма. С учётом разрешающей способности сканера всё
изображение будет разбито на 4 4 1200 1200 пикселей.
K = 4 4 1200 1200
i = 24 бита
I = K i.
I —?
I = 4 4 1200 1200 24 = 22 22 24 75 24 75 23 3 =
= 75 75 3 215 =16875 215 (битов) = 16875 212 (байтов) =
= 16875 22(Кбайт) 66 (Мбайт).
Ответ: 66 Мбайт.

6. Виды графики

В зависимости от способа создания графического
изображения различают растровую, векторную и
фрактальную графику.
Растровая графика
Векторная графика
Фрактальная графика

7. Растровая графика

В растровой графике изображение формируется в виде
растра – совокупности точек (пикселей), образующих строки
и столбцы.
Растровое изображение и его увеличенный фрагмент

8. Векторная графика

В векторной графике изображение формируется на основе
наборов данных (векторов), описывающих графические
объекты и формулы их построения.
Векторное изображение, его преобразованный фрагмент
геометрические фигуры, из которых «собран» этот фрагмент
и
простейшие

9. Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная, основана на
математических вычислениях.

10. Сравнение растровой и векторной графики

Растровая
графика
Векторная
графика
Формирование
изображения
Совокупность точек Геометрические
фигуры
Увеличение размера
изображения
Ступенчатый
эффект
Не изменяется
Уменьшение
размера изображения
Потеря чёткости
Не изменяется
Сохранение
изображения
Информация о
цвете каждого
пикселя
Информация о
простейших
геометрических
объектах,
составляющих
изображение
Сферы применения
Иллюстрации,
фотографии
Чертежи, схемы,
деловая графика

11.

Форматы графических файлов
Формат графического файла – это способ представления
графических данных на внешнем носителе.
Форматы графических изображений
Растровые
BMP
GIF
Векторные
JPEG
WMF
Форматы графических файлов
EPS

12.

Задача 1
Для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию
размером 2048 1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла.
Определите размер получившегося файла.
Решение.
i = 3 байта
I=K i
K = 2048 1536
I —?
I = 2048 1536 3 = 2 210 1,5 210 3 = 9 220 (байтов) =
= 9 (Мб).
Ответ: 9 Мб.

13.

Задача 2
Задача 2. Несжатое растровое изображение размером
128 128 пикселей занимает 2 Кб памяти.
Каково максимально
изображения?
возможное
число
цветов
в
Решение.
K =128 128
I =2 Кб
N –?
I = K i
i = I/K
N = 2i
i = 2 1024 8/(128 128) = 2 210 23/(27 27) = 21+10+3 /27+7 =
= 214/214 = 1 (бит).
N = 21 = 2.
Ответ: 2 цвета - чёрный и белый.
палитре

14. Работа с графикой

15. Работа с графикой

16. Работа с графикой

17. Работа с графикой

18. Работа с графикой

Разрешение: оптическое, механическое, физическое и
интерполяционное.
Оптическое: количество элементов в линии матрицы,
поделённое на ширину рабочей области. Определяется
матрицей и шириной рабочей зоны, меньшая из всех
приводимых цифр разрешения.
Механическое:
количество
раз
"считывания"
информации CCD-матрицей, поделённое на длину пути,
пройденного за это время сканирующей кареткой. Иногда
его тоже называют оптическим ("оптическое разрешение
300х600"), но на самом деле это не так (оптическое будет
300, а 600 - это тоже реальное разрешение, но
механизма, а не оптики).

19. Работа с графикой

Как правило, механическое разрешение задаётся
изготовителем в 2 раза больше оптического (иногда
равным ему или в 4 раза большим), при этом,
поскольку CCD-матрица не может сканировать с
разрешением выше оптического, а сканируемый
квадрат должен остаться квадратом, недостающие "по
ширине" точки рассчитываются (интерполируются).
Интерполяция же не только не даёт видимого
повышения качества при сканировании полноцветных
оригиналов, но и может ухудшить чёткость и заметно
понизить скорость сканирования.

20. Работа с графикой

Физическое разрешение, истинное разрешение,
реальное разрешение: всё, что как-то определяется
механизмом сканера.
Интерполяционное - произвольно выбранное
разрешение, до которого программа сканера якобы
берётся "сама рассчитать" недостающие точки
(например, выдать 16х16 точек, получив со сканера
3х3 точки). Ценность величины этого показателя
сомнительна и он не имеет совсем никакого
отношения к механизму сканера.

21. Работа с графикой

Общие рекомендации по выбору разрешения при
сканировании серого или цветного оригинала
таковы: простой лазерный принтер - 75 - 100 dpi,
простой цветной струйный принтер - от 100 - 150
dpi, высококачественный цветной струйный
принтер - 300 dpi, цветной сублимационный
принтер - максимальное разрешение принтера,
полиграфическая продукция - от 150 до 3200 dpi.

22. Работа с графикой

TIFF (Tagged Image File Format). Формат предназначен
для хранения растровых изображений высокого качества
(расширение имени файла .TIF). Относится к числу
широко распространенных, отличается переносимостью
между платформами (IBM PC и Apple Macintosh),
обеспечен поддержкой со стороны большинства
графических, верстальных и дизайнерских программ.
Предусматривает широкий диапазон цветового охвата –
от монохромного черно-белого до 32-разрядной модели
цветоделения CMYK. Начиная с версии 6.0 в формате
TIFF можно хранить сведения о масках (контурах
обтравки) изображений. Для уменьшения размера файла
применяется встроенный алгоритм сжатия LZW.

23. Работа с графикой

24. Работа с графикой

JPEG (Joint Photographic Experts Group).
Формат предназначен для хранения растровых
изображений (расширение имени файла .JPG).
Позволяет регулировать соотношение между
степенью сжатия файла и качеством
изображения. Применяемые методы сжатия
основаны на удалении “избыточной”
информации, поэтому формат рекомендуют
использовать только для электронных
публикаций.

25. Работа с графикой

26. Работа с графикой

GIF (Graphics Interchange Format).
Стандартизирован в 1987 году как средство хранения
сжатых изображений с фиксированным (256)
количеством цветов (расширение имени файла .GIF).
Получил популярность в Интернете благодаря
высокой степени сжатия. Последняя версия формата
GIF89a позволяет выполнять чересстрочную загрузку
изображений и создавать рисунки с прозрачным
фоном. Ограниченные возможности по количеству
цветов обусловливают его применение
исключительно в электронных публикациях.

27. Работа с графикой

28. Работа с графикой

29. Работа с графикой

30. Работа с графикой

31. Работа с графикой

32. Работа с графикой

33. Работа с графикой

34. Работа с графикой

35. Работа с графикой

36. Работа с графикой

37. Работа с графикой

38. Работа с графикой

39. Работа с графикой

40. Работа с графикой

41. Работа с графикой

42. Работа с графикой

43.

Выводы
Компьютерная графика - это:
•разные виды графических объектов, созданных или обработанных с помощью
компьютеров;
•область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты
создания и обработки графических объектов.
В растровой графике изображение формируется в виде растра - совокупности
пикселей, образующих строки и столбцы. В памяти компьютера сохраняется
информация о цвете каждого входящего в него пикселя.
В векторной графике изображения формируются на основе наборов данных
(векторов), описывающих тот или иной графический объект, и формул их построения. В
память компьютера заносится информация о простейших геометрических объектах, его
составляющих.
Формат графического файла - это способ представления графических данных на
внешнем носителе. Различают растровые и векторные форматы графических
файлов, среди которых, в свою очередь, выделяют универсальные графические
форматы и собственные форматы графических приложений.

44.

Резюме
Графические объекты — это рисунки, картины, чертежи,
фотографии и другие графические изображения.
Объекты, созданные
с помощью
компьютера
Компьютерная
графика
Деятельность по
обработке
графических
объектов с помощью
компьютеров
BMP
GIF
Векторные
JPEG
WMF
Форматы графических файлов
Копирование
готовых
изображений
Ввод
изображений
с помощью сканера
Графические изображения
Растровые
Способы получения
цифровых
графических объектов
EPS
Создание
изображений
с помощью
приложений