методические указания по компьютерной графике. методичкаГрафика. Інженерна та компютерна графіка
 Скачать 1.22 Mb.
|
|
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД «ЛУГАНСЬКИЙ КОЛЕДЖ БУДІВНИЦТВА, ЕКОНОМІКИ ТА ПРАВА» Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни Інженерна та комп΄ютерна графіка для студентів денного та заочного відділень спеціальності № 5.05010201 „Обслуговування комп’ютерних систем і мереж‖ Методичні вказівки складені викладачем коледжу Ситник М.В. ЛУГАНСЬК 2013 Методичні вказівки до самостійної роботи з дисципліни ―Інженерна та комп ютерна графіка‖ розроблені викладачем Луганського коледжу будівництва, економіки та права Ситник М.В. згідно з програмою, затвердженою у 2013 р. Розглянуто та схвалено на засіданні циклової (предметної) комісії спеціальних дисциплін «Обслуговування комп’ютерних систем і мереж», «Обслуговування та ремонт електропобутової техніки», інформатики, комп’ютерної техніки і програмування Протокол № __ від _____________ 20__ р. Голова циклової комісії Безбожна О.В. ОРІЄНТОВНИЙ ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН № п/п Назва змістового модулю, теми Кількість годин денна форма заочна форма всього пр акт ич ні са м ос ті йн і всього пр акт ич ні са м ос ті йн і Змістовий модуль 1. Графічне оформлення креслень 14 6 8 14 14 1 Вступ. Лінії креслення та виконання написів на кресленні 8 4 4 8 8 2 Прийоми викреслювання контурів деталей Правила нанесення розмірів 6 2 4 6 6 Змістовий модуль 2. Основи нарисної геометрії 28 14 14 30 30 1 Точка 2 2 2 Пряма 4 2 2 6 6 3 Площина 2 2 4 Поверхні та тіла 6 2 4 6 6 5 Аксонометричні проекції 4 2 2 6 6 6 Засоби перетворення проекцій 4 2 2 6 6 7 Перетин поверхонь геометричних тіл з площиною 6 2 4 6 6 Змістовий модуль 3. Основи технічного креслення 10 6 4 6 6 1 Загальні правила виконання креслень 2 2 2 Зображення: вигляди, розрізи, перерізи 8 4 4 6 6 Змістовий модуль 4. Креслення та схеми по спеціальності 8 4 4 12 12 1 Правила виконання схем 4 2 2 6 6 2 Правила виконання креслень печатних плат 4 2 2 6 6 Контрольна робота № 1 2 2 Разом за змістовими модулями 1-4 62 32 30 62 62 Змістовий модуль 5. Основи комп ютерної графіки 11 2 9 19 1 18 1 Загальні відомості про комп ютерну графіку. 11 2 9 19 1 18 Змістовий модуль 6. Графічний редактор CorelDRAW 45 30 15 39 7 32 1 Структура вікон графічного редактора CorelDRAW. 5 2 3 7 1 6 2 Робота з об єктами у графічному редакторі CorelDRAW 25 16 9 23 3 20 3 Робота з текстом у графічному редакторі CorelDRAW 5 2 3 7 1 6 4 Використання допоміжних інструментів у графічному редакторі CorelDRAW. Художні засоби. 10 10 2 2 Змістовий модуль 7. Графічний редактор Adobe Photoshop 69 34 35 81 8 73 1 Графічна програма Adobe Photoshop: призначення та можливості. 11 2 9 19 1 18 2 Робота з документами у графічному редакторі Adobe Photoshop. 27 12 15 33 3 30 3 Робота з текстом у графічному редакторі Adobe Photoshop 5 2 3 7 1 6 4 Використання ефектів у графічному редакторі Adobe Photoshop 26 18 8 22 3 19 Контрольна робота № 2 2 2 Разом за змістовими модулями 5-7 127 68 59 127 16 111 ВСЬОГО 189 100 89 189 16 173 ІНФОРМАЦІЙНИЙ ОБСЯГ Змістовий модуль 5. Основи комп ютерної графіки Тема 1. Загальні відомості про комп’ютерну графіку. Кольорові моделі та типи растрових зображень Растрирування, лініатура та кольоророзподіл Засоби редагування та підвищення якості зображень Перед началом работы желательно иметь представление о способах обработки графической информации в компьютере, о векторной и растровой графике, а также о моделях представления цвета. (также ) — область деятельности, в которой компьютеры используются как для синтеза изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют и результат этой деятельности. Растровая и векторная графика Все изображения, создаваемые и обрабатываемые на компьютере, а также используемые в полиграфии и Internet, представляются в цифровой форме и подразделяются на два больших класса: векторные и растровые, принципиально различающиеся по способу представления графической информации. Векторные изображения создаются на основе математического описания точек и сегментов изображения, объединяемых в определенные контуры — кривые, которые могут быть замкнутыми и незамкнутыми и состоять из произвольного количества смежных сегментов, ограниченных узлами. Контур может быть как сплошной (выполненный линией определенной толщины и цвета), так и принадлежать к более сложному типу, включающему в себя градиентные, художественные, узорные и другие виды контуров. Для придания контурам определенных свойств (толщины, цвета, градиента и т.д.) программа предоставляет специальные инструменты. Внутренняя область различных контуров также может заливаться определенным цветом, узором или градиентом. Изменение векторных изображений производится посредством изменения расположения точек и формы контуров и сегментов, образующих рисунок в виде набора пересекающихся и наложенных друг на друга фигур. Векторные изображения (рис. 1.1) чаще всего представляются в виде программного кода на PostScript, стандартного языка описания векторной графики, выполняемого интерфейсом графической программы. Программный код — это основа любого векторного изображения, именно он позволяет полностью изменить изображение самым произвольным образом и при этом качество рисунков при редактировании и масштабировании в основном остается стабильным, к тому же количество отмененных операций может быть "бесконечно". Код позволяет также изменять разрешение рисунка в самых широких пределах без потери данных, и печатать рисунки с самым большим разрешением. Файлы векторных рисунков относительно небольшого размера, благодаря этому они имеют преимущество при импортировании в другие программы. Векторные изображения на практике обычно используются при создании иллюстраций любых размеров, логотипов и эмблем, для редактирования и настройки шрифтов, а также при необходимости создать собственный цифровой шрифт или специальные символы. Преобразование растрового изображения в векторную форму часто используется для изменения, редактирования и получения оконтуренных рисунков, которые выполняются вручную или автоматически. Программы векторной графики позволяют быстро и эффективно создавать обновляемые диаграммы и графики самых различных типов. Растровые изображения (рис. 1.2) в отличие от векторных представляются абсолютно другим способом. Основой для создания растровых изображений служат пиксели — элементарные частицы изображения, представляющие из себя мельчайшие цветные квадратики одинакового размера, точно воспроизводящие все детали изображения и описывающие сложные оттенки посредством сохранения в числовой форме информации о положении и цвете каждого отдельного квадратика (пикселя). Сочетание пикселей создает иллюзию непрерывного изображения рисунка по принципу построения мозаичной картинки. Параметром, характеризующим пиксель, является его цвет. Поскольку растровые изображения состоят из мельчайших частиц, информацию о цвете каждой из них необходимо хранить отдельно. Поэтому в сравнении с векторными изображениями эти частицы имеют намного больший размер. По той же причине редактировать растр в сравнении с векторным изображением намного сложнее, и осуществляется это изменением цвета составляющих его пикселей (зачастую просто невозможно выполнить редактирование без потерь качества исходного изображения). К примеру, увеличение изображения осуществляется посредством увеличения размера всех его пикселей, в результате чего теряется плавность перехода от одних цветов к другим и изображение становится более зернистым. Уменьшая изображение, напротив, приходится исключать из него отдельные пиксели или замещать группу расположенных рядом пикселей одним пикселем промежуточного цвета. В обоих случаях происходит ухудшение качества изображения. К преимуществам растровой графики перед векторной несомненно можно отнести ее реалистичность при передаче изображений, которая достигается переводом в цифровую форму даже самых незначительных деталей исходного изображения. Как правило, разрешение изображения устанавливается в зависимости от предназначения рисунка, поэтому все растров ые рисунки зависимы от разрешения и требуют его корректного выбора непосредственно в момент их создания. Программы растровой графики позволяют работать с оттенками, нюансами, контрастом, выдержкой и светом изображения, а средства настройки цветов предоставляют возможность редактировать отдельные области изображения и его цветовую гамму, не влияя при этом на исходные соседние пиксели. Программы растровой графики используются при редактировании импортируемых изображений, профессиональном ретушировании, восстановлении поврежденных изображений и фотографий, а также при сканировании изображений. Цветовые модели Многие графические редакторы воспринимают цвета в терминах режимов и моделей. Разделение этих понятий необходимо, так как модели — это способы описания цвета. (RGB, CMYK, HSB и Lab), а режимы — способы работы с цветом, зависящие от выбранной модели (черно-белый, полутоновый или цветной режим). В этом разделе мы рассмотрим принципы описания и отображения цветов в каждой из перечисленных выше моделей, а также ознакомимся с режимами, представляющими собой различные способы работы с цветом и несущими информацию о пиксельной глубине цвета и числе цветовых каналов, составляющих его цветовую модель. Под пиксельной глубиной цвета следует понимать цветовой потенциал каждого пикселя или количество цветов, которые он может отобразить, а это напрямую зависит от количества битов памяти, предоставленных для хранения информации о цвете каждого пикселя. Черно-белый режим Черно-белый (Bitmap) режим — наиболее простой из всех режимов, предназначенный для управления монохромными изображениями, это одноканальный режим отображения. Поскольку в данном режиме пиксели могут быть либо черного, либо белого цветов, то для описания цвета каждого пикселя изображения в нем отводится только один бит (поэтому данный режим еще называют битовым). Битовые изображения можно сохранять во многих форматах, поддерживаемых различными программами, при этом размер получаемого файла минимальный в сравнении с размером файла исходного изображения, сохраненного в любом другом режиме. Преобразовывать в режим Bitmap можно только полутоновые изображения. К недостаткам данного режима относят скудность его цветовой палитры, невозможность вернуться из него в полутоновый режим, ограниченное количество активных команд, фильтров и форматов сохранения битовых документов. Полутоновый режим Режим полутонов (Grayscale) предназначен для управления полутоновыми изображениями. Для описания цвета в данном режиме используется 8-битовая глубина цвета, способная передать 256 оттенков серого цвета в диапазоне от абсолютно черного (0) до чисто белого (255) цвета. Информация о цвете любого пикселя редактируемого изображения представлена в его единственном канале. При необходимости вывести на печать цветное изображение в оттенках серого (например, для размещения его в газете или брошюре или же распечатки на принтере, не поддерживающем цвет) следует предварительно преобразовать его в данный режим. Полученное изображение в полутоновом режиме корректно передаст все оттенки исходного изображения, причем с сохранением возможности его редактирования путем осветления чрезмерно затемненных фрагментов и затемнения слишком светлых фрагментов либо корректирования контрастности всего изображения или определенных его областей. Режим Grayscale предоставляет пользователю огромные возможности при редактировании изображений. Тоновая коррекция, заменяющая в данном режиме цветовую, несравнимо проще. Полутоновое изображение можно сохранить на диске в любом из поддерживаемых различными графическими программами форматов, при этом размер получаемого файла значительно меньше в сравнении с размером файла исходного полноцветного изображения, информацию о цветах которого несут в себе несколько его каналов. Цветные режимы RGB Самой распространенной цветовой моделью является RGB — трехканальная цветовая модель, имеющая широкий, в сравнении с другими моделями, диапазон воспроизводимых цветов. Модель RGB используется для описания цвета и отображения его на экране монитора. Цвет любого пикселя задается смешением трех базовых составляющих: красного (Red), зеленого (Green) и голубого (Blue) цветов. Каждая из перечисленных составляющих может иметь определенный уровень яркости, меняющий свое значение в диапазоне от 0 до 255. Сочетание красной, зеленой и голубой составляющих различной яркости позволяет добиться передачи огромного количества оттенков натуральных цветов. Данную модель часто именуют аддитивной моделью, поскольку увеличение яркости составляющих ее цветов ведет к увеличению яркости результирующего цвета. Каждый из основных цветов описываемой модели представлен собственным каналом, показывающим в оттенках серого интенсивность данного цвета для каждого элемента изображения. Интенсивность серого цвета в каналах изменяется от 0 (белый цвет) до 100% (черный цвет). Данные процентные значения соответствуют 256 уровням 8-битового серого цвета (0—255). Несмотря на представление данных в каналах RGB оттенков серого, на слоях изображения они преобразуются в цветные пиксели. Важным критерием растровых изображений является глубина цвета — величина, которая измеряется в битах и показывает количество битов памяти, необходимое для хранения информации об одном пикселе изображения. Поскольку модель составляют три цветовых канала, в каждом из которых цвет любого пикселя описывается восемью битами памяти, то для описания суммарного цвета каждого пикселя в данном цветовом режиме используется 8x3 = 24-битовая глубина цвета, позволяющая передать 2s x 28х 28= 16 777 216 его оттенков. Подобная глубина цвета свойственна и другим трехканальным моделям. Режим RGB предоставляет пользователю огромные возможности при создании и редактировании текстовых, растровых и векторных изображений, особенно при работе с монитором и сканером. Данный режим делает доступными все средства цветовой коррекции, фильтры обеспечивают максимальную степень получаемого эффекта. Изображение, созданное в режиме RGB, можно сохранить на диске в любом из поддерживаемых различными графическими программами форматов. К недостаткам данного режима относятся невозможность вывода на печать всей гаммы создаваемых цветов по причине ограниченности количества используемых при печати красок, а также потеря наиболее ярких цветов при преобразовании изображения в другой цветовой режим в связи с заменой исходного цвета некоторым близким ему по значению. CMYK CMYK — это четырехканальная цветовая модель, используемая для описания цвета при создании и редактировании текстовых, растровых и векторных объектов документов, предназначенных для вывода их на печать на типографическом оборудовании. Цвет любого пикселя в модели CMYK задается смешением четырех базовых составляющих: голубого (Cyan), пурпурного (Magenta), желтого (Yellow) и черного (Black) цветов. В отличие от модели RGB эта модель субтрактивная — в результате нанесения на поверхность большего количества краски увеличивается не насыщенность цвета, а степень покрытия поверхности, что приводит к изменению ее тона от более светлого к более темному оттенку. И наоборот, чем меньше наносится краски, тем светлее ее оттенок. Таким образом в данном реж име черный цвет в отдельном канале соответствует максимальной интенсивности цвета (100%), а белый — минимальной (0). Хотя модель CMYK составляют четыре цветовых канала и для описания суммарного цвета каждого ее пикселя используется 8x4 = 32-битовая глубина цвета, ее цветовой диапазон значительно уже в сравнении с моделью RGB. Это объясняется дублированием цветов в данной цветовой модели — использование различных комбинаций основных цветов может в результате приводить к получению одного и того же цвета. К примеру, подмешивая черный цвет к любым другим основным цветам, смешанным в произвольных пропорциях, пользователь неизменно получит опять-таки черный цвет. При редактировании изображения в режиме CMYK пользователь исключает риск потери цветов при выводе его на печать, но подобное редактирование не всегда удобно и вовсе не обязательно. Можно сканировать или создавать изображение, а затем работать над ним в других цветовых режимах, но перед выводом на печать уже готовое изображение следует преобразовать в режим CMYK. К недостаткам режима CMYK относится ограниченность его цветовой гаммы, более низкая скорость работы в различных программах при редактировании изображений, большой размер получаемого файла по сравнению с другими режимами, поддержка этого режима небольшим количеством фильтров. Однако перечисленные недостатки данного режима окупаются возможностью качественного отображения на печати предоставляемой им графической информации. HSB HSB — это трехканальная цветовая модель, используемая различными графически ми редакторами при цветовой коррекции текстовых и векторных объектов изображения. Цвет в данной модели задается тремя параметрами: цветовой тон (Hue), насыщенность (Saturation) и яркость (Brightness), каждый из которых представлен собственным каналом. Цветовой тон является чистым цветом. Если пространство HSB представить в виде цилиндра, то чистые цвета будут располагаться по краю цветового круга, причем каждому из них будет соответствовать определенный угол от 0 до 360°. В зависимости от местоположения на цветовом круге в качестве основного можно выбрать: красный — соответствует 0°, желтый — 60°, зеленый — 120°, голубой — 180°, пурпурный — 300° или любые другие промежуточные цвета. Насыщенность изменяется от центра цветового круга к его краю и отражает чистоту цвета — долю присутствия в нем белого цвета: увеличение насыщенности ведет к повышению чистоты цвета, уменьшение ее до 0 делает выбранный цвет белым. Чистому цвету соответствует 100%-ная насыщенность. Яркость цвета соответствует его интенсивности и отражает долю присутствия в нем черного цвета. В цилиндрической модели яркость меняется при перемещении вдоль ее вертикальной оси. Увеличение яркости выбранного цвета ведет к уменьшению доли черного цвета и, следовательно, к его осветлению. При минимальной яркости, равной 0, выбранный цвет становится черным, максимальная 100%-ная яркость в сочетании со 100%-ной насыщенностью соответствует чистому цвету. Lab Lab — трехканальная цветовая модель, используемая при создании текстовых, рас тровых и векторных объектов документа и описывающая наиболее широкую цветовую гамму. Данная модель обеспечивает высокую скорость работы и не зависит от конкретных устройств, поэтому позволяет корректно передавать цвета как при выводе изображения на печать, так и при отображении ег о на экране. Информацию о цвете любого пикселя редактируемого в модели Lab изображения несут в себе три ее канала. Канал L содержит информацию о яркости (Luminosity), которая, как и в режиме HSB, измеряется в процентах. Минимальная яркость, равная О, соответствует черному цвету, максимальная 100%-ная яркость — белому. Каналы а и b определяют цветовой тон, причем каждый из них несет в себе информацию сразу о двух противоположных цветах. Цветовая гамма канала а меняется от темно-зеленого (низкая яркость) через серый (средняя яркость) до ярко-розового (высокая яркость) цвета. Аналогичным образом для канала b изменение цветовой гаммы происходит от светло-синего (низкая яркость) через серый (средняя яркость) до ярко-желтого (высокая яркость) цвета. Кардинальное отличие данной модели от прочих заключается в том, что канал яркости не связан с ее цветовыми каналами. В моделях RGB и CMYK изменение яркости изображения неизбежно сопровождается изменением цветов, что затрудняет цветовую коррекцию. В модели Lab такой недостаток отсутствует, что позволяет корректировать цвет и соответствующую ему яркость независимо. Преимущество модели Lab заключается в ее широких возможностях по отображению цветов. Перевод изображения в модель Lab не связан с потерями качества и различные графические редакторы используют данную модель при преобразовании изображения из одной модели в другую в качестве промежуточной. Помимо этого она незаменима при корректировании цветов, настройке контраста, удалении цветного шума. К недостаткам модели Lab можно отнести сложность для практического освоения, поддержку данным режимом небольшого количества форматов: PSD, EPS, Raw и TIFF (другие форматы, как и некоторые фильтры, становятся доступными только после преобразования изображения в режим CMYK). Кроме того, при работе в данном режиме экран монитора не всегда позволяет увидеть все данные, реально присутствующие в изображении. Література: 1. Глушаков С.В. Компьютерная графика. / Глушаков С.В., Кнабе Г.А. – Харьков: Фолис, Москва: "АСТ", 2001. – с.8-19, 32-56. Студенти повинні знати: призначеня кольорових моделей; типи растрових зображень; поняття растрирування, лініатури та кольоророзподіл; методи підвищення якості зображень, заходи роботи з великими файлами. Студенти повинні вміти: відрізняти види кольорових моделей; відрізняти та задавати растрирування, лініатури та кольоророзподіл; працювати з великими файлами; підвищувати якість зображень. Контрольні питання: 1. Поняття комп'ютерної графіки. Призначення графічних редакторів. Які графічні редактори знаєте? 2. Які види комп'ютерної графіки знаєте? 3. У чому відмінність векторної графіки від растрової? 4. Які кольорові моделі існують? 5. Що являє собою кольорова модель RGB? 6. Що являє собою кольорова CMY і CMYK? 7. Що являє собою кольорові режими Lab і HSB? 8. Що являє собою кольорові режими: чорно-білий і півтоновий? Змістовий модуль 6. Графічний редактор CorelDRAW |