отв. 1. Понятие компьютерной графики
 Скачать 26.78 Kb.
|
|
1. Понятие компьютерной графики. Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры наряду со специальным программным обеспечением используются в качестве инструмента, как для создания (синтеза) и редактирования изображений, так и для оцифровки визуальной информации, полученной из реального мира, с целью дальнейшей её обработки и хранения. 2.Спектр, цвет, видимый свет. Цвет — качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Видимый свет — электромагнитное излучение с длинами волн ≈ 380—760 нм (от фиолетового до красного) включительно.( Фиолетовый Синий Сине-зелёный Зелёный Желто-зелёный Жёлтый Оранжевый Красный) 3.Представление цвета в компьютере Понятия света и цвета в компьютерной графике являются основополагающими. Свет можно рассматривать двояко: либо как поток частиц различной энергии, либо как поток электромагнитных волн. Понятие цвета тесно связано с тем, как человек воспринимает свет. Можно сказать, что ощущение света формируется человеческим мозгом в результате анализа светового потока, попадающего на сетчатку глаз. Источник или объект является ахроматическим, если наблюдаемый свет содержит все видимые длины волн в приблизительно равных количествах. Ахроматическими цветами являются белый, черный, градации серого цвета. Например, белыми выглядят объекты ахроматически отражающие более 80 % света белого источника, а черными – менее 3 %. Если воспринимаемый свет содержит длины волн в неравных количествах, то он называется хроматическим. Считается, что в глазе человека существует три группы цветовых рецепторов (колбочек), каждая из которых чувствительна к определенной длине световой волны. Каждая группа формирует один из трех основных цветов: красный, зеленый, синий. Если длины волн светового потока сконцентрированы у верхнего края видимого спектра (около 700 Нм), то свет воспринимается как красный. Если длины волн сконцентрированы у нижнего края видимого спектра (около 400 Нм), то свет воспринимается как синий. Если длины волн сконцентрированы в середине видимого спектра (около 550 Нм), то свет воспринимается как зеленый. С помощью экспериментов, построенных на этой гипотезе, были получены кривые реакции глаза. Физические характеристики светового потока определяются параметрами мощности, яркости и освещенности. Визуальные параметры ощущения цвета характеризуются светлотой, насыщенностью и цветовым тоном. Светлота – это различимость участков, сильнее или слабее отражающих свет. Минимальную разницу между яркостью различимых по светлоте объектов называют порогом. Насыщенность цвета показывает, насколько данный цвет отличается от монохроматического («чистого») излучения того же светового тона. Насыщенность характеризует степень ослабления (разбавления) данного цвета белым и позволяет отличать розовый от красного, голубой от синего. Цветовой тон позволяет различать основные цвета, такие, как красный, зеленый, синий. 4.Цветовые модели Цветовая модель RGB. В основе одной из наиболее распространенных цветовых моделей, называемой RGB моделью, лежит воспроизведение любого цвета путем сложения трех основных цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Модель CMY использует также три основных цвета: Cyan (голубой), Magenta (пурпурный, или малиновый) и Yellow (желтый). В цветовом пространстве модели HSV (Hue, Saturation, Value), иногда называемой HSB (Hue, Saturation, Brightness), используется цилиндрическая система координат, а множество допустимых цветов представляет собой шестигранный конус, поставленный на вершину. система HLS (Hue, Lightness, Saturation). Здесь множество всех цветов представляет собой два шестигранных конуса, поставленных друг на друга (основание к основанию). 5.разрешение и размер изображения Размер в пикселях – это ширина и высота в пикселях цифрового изображения. Например цифровые фотоаппараты делают снимки стандартных размеров 640х480, 1600х1200 и т.д, а количество пикселей отображаемых на компьютерном мониторе - 800х600, 1024х768, 1280х1024. Разрешение – это число, которое связывает между собой размер изображения в пикселях и линейные размеры отпечатка. Измеряется в количествах пикселей (точек) на дюйм (1 дюйм = 25,4 мм) - dpi (dots per inch). Рекомендуемое разрешение для печати высококачественных фотографий 300 dpi. Практика показывает, что минимально допустимое разрешение для печати фотографий – 150 dpi. 6. основные направления компьютерной графики Сферы применения компьютерной графики: ● САПР (системы автоматизированного проектирования); ● деловая графика (графическое представление данных); ● визуализация процессов и явлений в научных исследованиях (компьютерное графическое моделирование); ● медицина (компьютерная томография, УЗИ и т.д.); ● геодезия и картография (ГИС); ● полиграфия (схемы, плакаты, иллюстрации); ● сфера массовой информации (графика в Интернете, иллюстрации, фото); ● кинематография (спецэффекты, компьютерная мультипликация); ● быт (компьютерные игры, графические редакторы, фотоальбомы). 7.Растровая графика Пример растрового рисунка Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов. Без особых потерь растровые изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали изображения тогда исчезнут навсегда, что иначе в векторном представлении. Увеличение же растровых изображений оборачивается видом на увеличенные квадраты того или иного цвета, которые раньше были пикселями. В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании. 8.Фрактальная графика Фрактальное дерево 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. 9.Трёхмерная 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. 10.Виртуальное моделирование Виртуальное моделирование позволяет выполнять построение различных тематических признаковых пространств и воспроизводить их изменение во времени, а также способно передавать и перемещение наблюдателя внутри этих виртуальных пространств, отображая изменения свойств объектов реального пространства-времени. 11. Форматы графических файлов Форматы графических файлов. Растровые форматы TIFF, JPEG, CALS, BMP, PNG, PCX Векторные форматы HP-GL, DWG, DXF. RAW. Формат файлов содержащий необработанную информацию, поступающую напрямую с матрицы фотокамеры. Эти файлы не обрабатываются процессором камеры (в отличие от JPG) и содержат оригинальную информацию о съемке. RAW может быть сжат без потери качества. Преимущества RAW очевидны – в отличие от JPG, который был обработан в камере и уже сохранен с сжатием данных – RAW дает широчайшие возможности по обработке фотографии и сохраняет максимальное качество. Заметка. Разные производители фототехники используют разные алгоритмы для создания RAW в своих камерах. Каждый производитель придумывает собственное разрешение для своего RAW-файла – NEF – Nikon, CR2 – Canon… JPEG (он же JPG). Это самый распространенный формат графических файлов. Свою популярность JPG заслужил гибкой возможностью сжатия данных. При необходимости изображение можно сохранить с максимальным качеством. Либо сжать его до минимального размера файла для передачи по сети. В JPG применяется алгоритм сжатия с потерей качества. Что это нам дает? Явный минус такой системы – потеря качества изображения при каждом сохранении файла. С другой сжатие изображения в 10 раз упрощает передачу данных. На практике, сохранение фотографии с минимальной степенью сжатия не дает видимого ухудшение качества изображения. Именно поэтому JPG – самый распространенный и популярный формат хранения графических файлов. TIFF. Формат TIFF очень популярен для хранения изображений. Он позволяет сохранять фотографии в различных цветовых пространствах (RBG, CMYK, YCbCr, CIE Lab и пр.) и с большой глубиной цвета (8, 16, 32 и 64 бит). TIFF широко поддерживается графическими приложениями и используется в полиграфии. В отличии от JPG, изображение в TIFF не будет терять в качестве после каждого сохранения файла. Но ,к сожалению, именно из-за этого TIFF файлы весят в разы больше JPG. Право на формат TIFF в данный момент принадлежит компании Adobe. Photoshop может сохранять TIFF без объединения слоев. PSD. Формат PSD используется в программе Photoshop. PSD позволяет сохранять растовое изображение со многими слоями, любой глубиной цвета и в любом цветовом пространстве. Чаще всего формат используется для сохранения промежуточных или итоговых результатов сложной обработки с возможностью изменения отдельных элементов. Так же PSD поддерживает сжатие без потери качества. Но обилие информации, которое может содержать PSD файл, сильно увеличивает его вес. BMP. Формат BMP один из первых графических форматов. Его распознает любая программа работающая с графикой, поддержка формата интегрирована в операционные системы Windows и OS/2. BMP хранит данные с глубиной цвета до 48 бит и максимальным размером 65535×65535 пикселей. На данный момент формат BMP практически не используеться ни в интернете (JPG весит в разы меньше), ни в полиграфии (TIFF справляеться с этой задачей лучше). GIF. Формат GIF был создан на заре интернета для обмена изображениями. Он может хратить сжатые без потери данных изображения в формате до 256 цветом. Формат GIF идеально подходит для чертежей и графиков, а так же поддерживает прозрачность и анимацию. Так же GIF поддерживает сжатие без потери качества. PNG. Формат PNG создан как для улучшения, так и для замены формата GIF графическим форматом, не требующим лицензии для использования. В отличии от GIF, у PNG есть поддержка альфа-канала и возможность хранить неограниченное количество цветов. PNG сжимает данные без потерь, что делает его очень удобным для хранения промежуточных версий обработки изображений. JPEG 2000 (или jp2). Новый графический формат, созданный для замены JPEG. При одинаковом качестве размер файла в формате JPEG 2000 на 30% меньше, чем JPG. При сильном сжатии JPEG 2000 не разбивает изображение на квадраты, характерные формату JPEG. 14. Наиболее известные растровые редакторы: GIMP 2.2.8; Adobe Photoshop – самый популярный коммерческий собственнический редактор; Adobe Fireworks; Corel Photo-Paint; Corel Paint Shop Pro; Corel Painter; GIMP – самый популярный свободный бесплатный редактор; Microsoft Paint; 15.Наиболее известные векторные редакторы Inkscape (Инкскейп) — векторный графический редактор, удобен для создания как художественных, так и технических иллюстраций. OpenOffice.org Draw — векторный графический редактор, по функциональности сравнимый с CorelDRAW, входит в состав OpenOffice.org Skencil (бывший Sketch) - совместимый с UNIX системами, гибкий и мощный инструмент для иллюстраций, диаграмм и других целей. sK1 (форк Skencil) — редактор для работы с векторной графикой, распространяющийся на условиях LGPL, по набору функций схожий с CorelDRAW, Adobe Illustrator, Freehand и Inkscape. Xara Xtreme for Linux - мощная, общая программа графики для платформ Unix, включая Linux, FreeBSD и (в развитии) РОТ-X. Adobe Illustrator — один из популярных векторный графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems. Adobe Flash - программа разработки мультимедийного контента для платформы «Adobe Engagement Platform» (такого, как веб-приложения, игры и мультфильмы). CorelDRAW — популярный векторный графический редактор, разработанный канадской корпорацией Corel. Текущая версия продукта — CorelDRAW Graphics Suite X4, доступна только для Microsoft Windows. Последняя версия для GNU/Linux — 9-я версия, выпущенная в 2000 году. В 2002 году вышла последняя 11-я версия для Macintosh. Macromedia FreeHand — векторный графический редактор, разработанный фирмой Macromedia для Microsoft Windows и для Mac OS. 16. Фрактальные редакторы Art Dabbler 17. Компьютерная анимация Компью́терная анима́ция — вид мультипликации, создаваемый при помощи компьютера. В отличие от более общего понятия «графика CGI», относящегося как к неподвижным, так и к движущимся изображениям, компьютерная анимация подразумевает только движущиеся. На сегодня получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. 19. Программные комплексы обработки видео Adobe Premiere — это утилита, которая позволяет выполнять нелинейный монтаж видеозаписей. На сегодняшний день она считается одной из самых полярных в мире. Более того, многие именитые голливудские режиссеры и операторы при создании своих фильмов обращаются к софту от Adobe Systems. Sony Vegas Pro довольно популярная программа для видео монтажа. К ней с особенной нежностью и трепетом относятся веб-разработчики, а также создатели короткометражек и сериалов. Ведь именно благодаря этому редактору многие из них зарабатывают на хлеб насущный. |