Какие устройства ввода были в ранних системах компьютерной графики
Обновлено: 07.07.2024
Компьютерная графика — это разные виды графических изображений, создаваемых или обрабатываемых с помощью компьютера.
Компьютерную графику применяют представители самых разных профессий: архитекторы при проектировании зданий; инженеры-конструкторы при создании новых видов техники; астрономы при нанесении новых объектов на карту звёздного неба; пилоты при совершенствовании лётного мастерства на специальных тренажёрах, имитирующих условия полёта; обувщики при конструировании новых моделей обуви; мультипликаторы при создании новых мультфильмов; специалисты по рекламе для создания роликов; учёные для реалистического воспроизведения явлений в микромире или поведения удалённых объектов, которые невозможно наблюдать непосредственно.
Важно, что при использовании программ компьютерной графики, как и программ обработки текстов, нет необходимости брать новый лист бумаги, чтобы из-за допущенной ошибки начинать всё сначала. Неправильный фрагмент (элемент) просто удаляется из памяти компьютера, и работа продолжается дальше.
Средства компьютерной графики позволяют избавиться от утомительной и кропотливой работы, выполняемой при построении изображений вручную.
Графический редактор — это программа, предназначенная для создания картинок, поздравительных открыток, рекламных объявлений, приглашений, иллюстраций к докладам и других изображений.
После запуска графического редактора Paint на экране компьютера открывается его окно, основные элементы которого показаны на рис. 31 (стр.75).
Рабочая область.
Рабочая область — место, где вы будете рисовать. Ваш рисунок может быть маленьким и занимать небольшую часть рабочей области, а может быть таким большим, что для доступа к его отдельным частям придётся использовать полосы прокрутки. В графическом редакторе есть возможность установить нужные вам размеры рабочей области.
Выбор цвета.
На следующем шаге работы выбирают два цвета:
основной цвет — тот, которым вы будете рисовать;
фоновый цвет — этот цвет как бы подкладывается под белую рабочую область и проявляется при использовании инструмента Ластик, а также в некоторых других ситуациях.
По умолчанию используются чёрный основной и белый фоновый цвета.
Инструменты художника.
На уроках рисования вы, скорее всего, пользовались карандашами и красками. Похожие инструменты есть и в графическом редакторе.
Инструмент выбирается щелчком левой кнопкой мыши. Перемещением курсора мыши его устанавливают в нужную точку рабочей области.
Инструмент Карандаш позволяет проводить произвольные линии. Толщину и цвет линии вы можете выбрать по своему желанию.
Вы можете использовать различные художественные кисти (группа Кисти), позволяющих имитировать разные техники живописи.
Применяют эти инструменты протягиванием мыши при нажатой кнопке (левой или правой).
Для закраски замкнутой области используют инструмент Заливка. Его выбирают, устанавливают курсор в выбранную область и выполняют щелчок (левой или правой кнопкой мыши).
Если при работе с инструментами Карандаш, Кисть и Заливка вы нажимаете левую кнопку мыши, то изображение выполняется основным цветом. Если нажимаете правую кнопку — фоновым.
Инструменты чертёжника.
Рисовать карандашом и кистью начинающему художнику трудно. В графическом редакторе есть несколько удобных инструментов для рисования простейших графических объектов: прямых и кривых линий, квадратов, прямоугольников, многоугольников, овалов и кругов.
С помощью инструмента Линия удобно проводить прямые линии (отрезки). Для этого следует предварительно выбрать ширину линии (один из четырёх вариантов), щёлкнуть кнопкой в начальной точке и перетащить указатель мыши в нужном направлении. Для изображения вертикальной линии, горизонтальной линии и линии с наклоном 45° при их создании следует удерживать нажатой клавишу Shift .
С помощью инструмента Кривая можно изображать кривые линии, состоящие из одной или двух дуг: (таблица на стр.77)
В графическом редакторе Paint можно очень легко построить такие геометрические фигуры, как овал, прямоугольник и скругленный прямоугольник, треугольник и прямоугольный треугольник, ромб, пятиугольник, шестиугольник, звёзды (четырёхконечную, пятиконечную и шестиконечную) и некоторые другие.
Строить их нужно так:
1. Активизировать нужный инструмент.
2. Поместить указатель мыши в ту часть экрана, где должна быть построена фигура.
3. Нажать левую кнопку мыши и перетащить указатель мыши по диагонали.
Чтобы нарисовать квадрат и окружность, при использовании инструментов Прямоугольник и Овал следует удерживать нажатой клавишу Shift .
С помощью инструмента Многоугольник можно изображать замкнутые ломаные линии причудливой формы. Делать это нужно так:
1. Активизировать инструмент Многоугольник.
2. Изобразить одно звено ломаной (установить указатель в определённое место рабочей области и перетащить его в нужном направлении), отпустить кнопку мыши.
3. Поочерёдно выполнить щелчки в других вершинах ломаной — каждая следующая вершина соединится отрезком с предыдущей.
4. В последней вершине выполнить двойной щелчок — последняя вершина соединится с первой.
Чтобы многоугольник содержал углы по 45° и 90°, при перемещении указателя мыши следует удерживать нажатой клавишу Shift .
Когда активизирован любой из инструментов группы Фигуры, становятся доступными инструменты Контур и Заливка.
Редактирование рисунка.
Графический редактор Paint дает возможность удалить, переместить, скопировать, вырезать и вставить, а также изменить определённым образом любую часть изображения. Соответствующие инструменты собраны в группе Изображение.
Прежде всего нужно указать (выделить) нужную область — фрагмент.
Для выделения фрагмента предназначены два инструмента: Выделение прямоугольной области; Выделение произвольной области (рис. 32, стр.79).
Для выделения прямоугольной области указатель перетаскивают по диагонали через область, подлежащую выделению.
Для выделения области произвольной формы указатель протаскивают вокруг нужной части рисунка.
Снимается выделение щелчком в любом месте вне выделенной области.
Любой из инструментов выделения фрагментов можно использовать в двух вариантах: непрозрачный фрагмент (захватываются также части выделенной области, имеющие цвет фона); прозрачный фрагмент (не захватываются части выделенной области, имеющие цвет фона).
Выделенный фрагмент можно:
• удалить — фрагмент исчезнет, а его место заполнится цветом фона;
• переместить методом перетаскивания в любое место рабочей области, при этом прежнее место расположения фрагмента заполнится цветом фона;
• перетащить так, что он оставит фигурный след (удерживать нажатой левую кнопку мыши и клавишу Shift );
• вырезать (инструмент Вырезать в группе Буфер обмена) — фрагмент исчезнет с экрана и поместится в буфер обмена, а его место на холсте заполнится цветом фона;
• вставить из буфера обмена в место рабочей области (рис. 33,стр. 79) (инструмент Вставить в группе Буфер обмена);
• копировать (инструмент Копировать в группе Буфер обмена) — фрагмент останется на прежнем месте, а его точная копия поместится в буфер обмена;
• размножить перетаскиванием при нажатой клавише Ctrl — очередная копия фрагмента будет появляться всякий раз, когда кнопка мыши будет отпущена;
• преобразовать (повернуть, растянуть, наклонить) (рис. 34, стр.80).
Исправление ошибок.
Существует несколько способов исправления ошибок.
Инструмент Ластик применяют, если область для внесения изменений небольшая. Изображение стирается протягиванием. Очищаемая область принимает цвет, заданный в качестве фонового.
Если требуется перерисовать большую область рисунка, то надо поступить так:
1. Выделить произвольную или прямоугольную область.
2. Нажать клавишу Delete . При этом очищенная область зальётся цветом фона.
Если рисунок не удался совсем, то можно начать работу заново, предварительно выполнив команды Выделить всё — Удаление.
Помните, что в графическом редакторе Paint можно отменить последние действия. Для этого служит инструмент Отменить. Инструмент Вернуть позволяет вернуться к исходному варианту.
Устройства ввода графической информации.
Ввод графической информации может быть осуществлён с помощью различных устройств: клавиатуры, мыши, сканера или графического планшета. Каждое из них имеет те или иные достоинства, но основной характеристикой является удобство использования.
Клавиатура плохо подходит для построения изображений, так как она изначально предназначена для набора символьной, а не графической информации.
Движения, выполняемые с помощью мыши, чем-то напоминают перемещение карандаша по листу бумаги. Но чтобы рисовать с помощью мыши, требуется определённый навык и терпение.
С помощью сканера можно ввести в компьютер любое имеющееся у вас плоское печатное изображение и подвергнуть его дальнейшей обработке по вашему усмотрению.
Имея графический планшет, можно рисовать специальным пером, а полученное изображение будет отражаться на экране компьютера.
Ветераном среди устройств ввода в компьютерной графике является устройство, названное при его создании световым пером. Впервые оно появилось в уже упомянутом проекте А.Сазерленда Sketchpad. Световое перо содержит фоточувствительный элемент (рис. 1.3), который при приближении к экрану воспринимает излучение, порождаемое при столкновении электронов с люминофорным покрытием экрана. Если мощность светового импульса превышает определенный порог, фоточувствительный элемент формирует импульс, который передается в компьютер . Анализируя смещение по времени этого импульса относительно начала цикла регенерации, компьютер может точно определить координаты той точки экрана, возбуждение которой "высветило" фотоэлемент. Таким образом, в распоряжении пользователя оказывается устройство непосредственного указания, работающее напрямую с изображением на экране. В настоящее время это устройство уже практически вышло из употребления: оно вытеснено более простым и надежным - мышью.
Еще одно устройство, которое достаточно активно используется в мультимедийных приложениях, а также в различного рода компьютерных тренажерах - джойстик (рис. 1.4). Перемещение джойстика в двух взаимно перпендикулярных направлениях воспринимается преобразователями, интерпретируется как вектор скорости, а полученные значения используются для управления положением маркера на экране. Обработка сигнала выполняется таким образом, что неподвижный джойстик в каком- либо промежуточном положении не изменяет положения маркера, а чем дальше джойстик отклонен от начального положения, тем быстрее маркер перемещается по экрану. Таким образом, джойстик играет роль устройства ввода с переменной чувствительностью. Другое достоинство джойстика - наличие силовой обратной связи, обеспеченной наличием разного рода пружин. При этом пользователь чувствует, что чем дальше отклонен джойстик, тем большее усилие требуется для его дальнейшего движения. Это как раз те свойства, которые нужны при работе с разного рода симуляторами, а также в компьютерных играх.
Спейсбол - это "трехмерное" устройство ввода. Хотя и существуют различные конструкции таких устройств, они все еще не получили широкого распространения, поскольку проигрывают популярным двумерным устройствам как по стоимости, так и по техническим характеристикам. Спейсбол похож на джойстик, но отличается от него тем, что он имеет вид закрепленного на рукоятке шара, причем рукоятка в этой конструкции неподвижна (рис. 1.5). Шар имеет датчики давления, которые измеряют усилие, прикладываемое пользователем. Шар может измерять не только составляющие усилия в трех основных направлениях (сверху вниз, от себя или на себя, влево-вправо), но и вращение относительно трех осей. Таким образом, это устройство способно передавать в компьютер шесть независимых параметров (т. е. имеет шесть степеней свободы), характеризующих как поступательное движение, так и вращение.
Существуют и другие трехмерные системы измерения и ввода, использующие самые современные технологии, например лазерные. В системах виртуальной реальности используются более сложные устройства, позволяющие динамически отслеживать положение и ориентацию пользователя. Для приложений, связанных с современной робототехникой и моделированием виртуальной реальности, иногда требуются устройства, обладающие еще большим числом степеней свободы, чем спейсбол. В последнее время появились новые разработки в этом направлении, в частности - перчатки с системой датчиков, которые способны улавливать движения отдельных частей руки человека (рис. 1.6).
При использовании мыши или трекбола анализируется относительное положение устройства. Если переместить указатель на экране каким-либо способом в другое место , не вращая при этом шарик мыши или трекбола, то дальнейшие сигналы будут смещать указатель относительно новой позиции. Можно также аккуратно переместить мышь без вращения шарика и это не приведет к перемещению курсора на экране. Абсолютные координаты устройства не считываются обрабатывающей программой. Но при вводе в компьютер графиков прикладной программе зачастую требуются абсолютные координаты устройства ввода. Такую возможность обеспечивают разного рода планшеты (рис. 1.7). В планшете применяется, как правило, ортогональная сетка проводов, расположенная под его поверхностью. Положение пера определяется через электромагнитное взаимодействие сигналов, проходящих от проводов к щупу. Иногда в качестве планшета используются чувствительные к прикосновению прозрачные экраны, которые наносятся на поверхность ЭЛТ. Небольшие экраны такого типа размещаются иногда на клавиатуре портативных компьютеров. Чувствительные панели можно использовать в режимах как абсолютных, так и относительных координат.
Для растрового ввода изображений используются сканеры, позволяющие не только ввести образ в компьютер , но и произвести их обработку и документирование . Одна из важных областей применения сканеров - ввод текстов. При этом обработка введенного изображения выполняется программным обеспечением распознавания текстов, которое в настоящее время стало уже достаточно развитым. В САПР сканеры используются для автоматизации ввода ранее подготовленной конструкторской документации. В этом случае проблема заключается в том, что данные от сканера представлены в растровой, а не векторной форме, и требуется выполнение обратного преобразования "растр- вектор ". Эта задача очень сложна: необходимо распознавать различные изображения и тексты, в том числе рукописные, учитывать, что линия может при сканировании не только получить различную ширину на разных участках, но и оказаться разорванной и т.д. Для решения этой задачи средств одной лишь компьютерной графики недостаточно: необходимо привлечение и других дисциплин.
Все вышеперечисленные устройства ввода с точки зрения передачи информации прикладным программам следует рассматривать как логические. Функционирование систем ввода характеризуется тем, какую информацию устройство передает в программу, когда и как оно передает эту информацию. Эти вопросы становятся особенно существенными при разработке пользовательского интерфейса.
Для внесения данных и сигналов в компьютер используют устройства ввода информации. С их помощью можно передавать устройству звуковые, графические или текстовые данные и сведения.
Устройства ввода графической информации
Графическая информация – это изображения, эскизы, графики, диаграммы и пр.
В качестве устройств для её ввода можно использовать клавиатуру, сканер, мышь и графический планшет, но все они предназначены для разных задач и имеют преимущества и недостатки.
Самым наименее эффективным способом является набор на клавиатуре, хотя она имеет совсем другое предназначение. С помощью клавиатуры можно создавать рисунки и перемещать объекты с максимальной точностью, путем нажатия нескольких клавиш.
Но это занимает чересчур много времени, поэтому были придуманы альтернативные варианты ввода.
Мышь отлично подходит, как устройство ввода графической информации, но тоже имеет недостатки. Её основное предназначение несколько другое.
Работа, связанная с рисованием чего-либо, напоминает движение карандашом по бумаге, но из-за формы мыши нужно обладать особыми навыками, чтобы делать все ровно и аккуратно. Также сканер может иногда не срабатывать, а если мышь беспроводная, то работа становится сложнее, за счет лагов.
Лучшим устройством для ручного ввода графической информации считается графический планшет. Он имитирует работу настоящей ручкой.
Состоит из пера (ручки) и планшета, способного распознавать близость и нажатие пера, поэтому результат максимально схож с изображением на бумаге. Форма пера схожа с формой карандаша или ручки, отчего не возникает дискомфорта.
Планшет внутри представляет собой сеть из проводов, регистрирующих изменение электрического потенциала сетки, когда там оказывается перо.
Самое простое в использовании и точное устройство – сканер. Чтобы просканировать что-то, нужно положить исходный документ внутрь, закрыть крышкой и запустить устройство.
По завершении процесса вы получите точную копию, которую можно сохранить на компьютере или распечатать на принтере.
Сканер имеет в своей конструкции небольшой источник света, зеркала, линзу и светочувствительные датчики, которые и распознают данные на бумаге. Во многих принтерах сканер встроен и расширяет список его функций.
Устройства ввода звуковой информации
Чтобы записать какой-то звук, используют микрофон. Он способен улавливать звуки на разных частотах и обеспечивают преобразование аналоговой информации в цифровую, чтобы компьютер мог ее произвести.
Микрофоны бывают разных видов, но чаще всего внутри есть диафрагма, улавливающая звук, который затем отправляется в аналого-цифровой преобразователь.
После этого информация, полученная извне, попадает в компьютер или оборудование по проводу, либо беспроводным путем.
Устройства ввода текстовой информации
Для ввода текстовых и числовых данных предусмотрена клавиатура.
Путём нажатия на клавиши идёт передача соответствующей информации компьютеру, который затем преобразовывает ее. В большинстве случаев кнопки соединены в матрицу, по которой идут данные о том, какая именно клавиша нажата.
Клавиатура – самое удобное устройство ввода текстовой информации, почти не имеющее альтернатив. Можно делать те же действия при помощи мыши на мониторе, на экранной клавиатуре, но это в разы медленнее и сложнее.
Указательные (координатные) устройства ввода информации
Это приспособления, предназначенные для осуществления доступа к любой части монитора, управления курсором. Ими являются мышь, тачпад, тачскрин, трекбол и др.
Компьютерная мышь – это устройство, ведя которым по рабочей поверхности можно управлять курсором на экране. Также имеет несколько кнопок.
В наше время мышь является почти самым необходимым устройством для взаимодействия с компьютером, которое можно увидеть в кабинете информатики.
Более ранние версии мыши имели в своей конструкции шарик, который приводил в действие механизм, а он в свою очередь отправлял сигнал на компьютер. Но они были несовершенны: шарик нужно было постоянно чистить, мышь была более громоздкой. На смену пришли лазерные и оптические мыши.
Оптическая мышь имеет схожую форму, но уже является стандартной, так как удобно лежит в руке. Вместо шарика используется светодиод-сенсор.
При движении он сканирует поверхность стола и буквально «фотографирует» ее, делая более 1000 «снимков» в минуту. Далее микропроцессор обрабатывает данные и направляет их в компьютер.
Лазерная мышь практически не отличается от своего брата, только светодиод сменился лазером. Принцип работы одинаковый, просто лазер потребляет меньше энергии и более точен, поэтому способен распознавать движения даже на стеклянной или зеркальной поверхности.
Тачпад
Тачпад или сенсорная панель – это устройство для управления курсором, работа с которой производится одним или несколькими пальцами. Чаще всего он выполнен в виде небольшого прямоугольника.
Для управления нужно поставить палец или стилус и водить по поверхности. Принцип работы основан на измерении электрической емкости между устройством и пальцем. Внутри находятся ряды проводников, а так как тело человека тоже хороший проводник, то палец выполняет роль обкладки конденсатора.
Электрическое поле меняется и микроконтроллер понимает, в каком месте происходит касание. Потом он передает эти данные компьютеру.
Тачскрин
Тачскрин – это сенсорный экран, прикосновение к поверхности которого контролируют действия на дисплее. Существует несколько видов этого устройства, которые сейчас устанавливаются: ёмкостные и резистивные. Ёмкостные более современные.
Такой тачскрин представляет собой стекло со специальным слоем, который выполняет роль вместилища-накопителя заряда. При касании высвобождается часть заряда, а компьютер вычисляет разницу электрических потенциалов.
Резистивные тачскрины намного проще и всё реже и реже их можно встретить. Это стекло с токопроводящим покрытием и упругой металлической пленкой. Во время касания слои соприкасаются в определенном месте, а затем передают информацию для дальнейшей обработки и вывода на экран.
Трекбол
Это указательное устройство, похожее на перевернутую механическую мышь. Пользователь, вращая шар, приводит в действие механизм или датчик, который распознает, куда он повернулся. Дальше эти данные преобразуются и отправляются в компьютер.
Такие устройства нечасто можно увидеть на столе обычного пользователя, они обычно применяются в производстве. Это вынужденная мера, так как приходится работать в условиях малого пространства или если есть вибрация.
Другие устройства ввода информации на компьютер
Такие устройства созданы не для обычного использования. Например: джойстики, геймпады, компьютерные рули и др.
С их помощью проще играть в видеоигры, обучаться на симуляторе или выполнять другие процессы, для которых не подходят вышеперечисленные устройства, а некоторые из них даже имеют внутреннюю память.
Геймпады имеют триггеры, кнопки, аналоговый стик (микроджойстик) и, главное, удобную для игры форму. Компьютерный руль, к которому часто подключают педали, полностью имитирует настоящий, что хорошо передает управление настоящим автомобилем. Джойстик упрощает работу с манипулятором.
В наше время многие люди смотрят фотографии и кинофильмы по компьютеру, хотя есть телевизор и DVD-проигрыватель, просматривают фотографии, хотя это фото лежит в альбоме, почему? Может ли кто из вас объяснить причину, кроме той, что телевизор смотрит кто-то другой и вам не уступают. Итак, я выслушала ваши ответы и могу сделать вывод следующий, что на современном компьютере изображение бывает более качественным, чем у телевизора.
Как же получаются все эти “картинки” на экране компьютера?
Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию, в данном случае графическую информацию. Монитор лишь отображает, что хранится в памяти компьютера, значит, все изображения хранятся в памяти компьютера.
Итак, что мы будем назвать компьютерной графикой.
Компьютерная графика – это раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графической информации (изображений).
История компьютерной графикой.
1. Результатами расчётов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознавать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертёжные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность – важнейшее условие для понимания.
Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей.
С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.
2. Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу – графопостроители (другое название - плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.
3. Настоящая революция в компьютерной графике произошла с проявлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок и чертежных инструментов.
Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографий.
Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.
Виды компьютерной графики.
Это направление появилось самым первым. Назначение – визуализация (т.е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядными представлениями их результатов.
Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статические сводки – вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстрированные материалы.
Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся позже.
Она применяется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств.
Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции. Наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные изображения.
Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей и других инструментов. Пакет иллюстрированной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.
Простейшие программные средства иллюстрированной графики называются графическими редакторами.
Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.
Графические пакеты для этих целей требуется больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а так же «движущихся картинок».
Для создания реалистичных изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат.
Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформация – всё это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, от фактуры поверхности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчётов, учитывающих законы оптики.
Получение движущихся изображений на мониторе компьютера называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».
В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переносились на киноплёнку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создавать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитывает и изобразит компьютер. Такая работа связана с расчетами, опирающимися на математические описания данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюстрированные движения.
Технические средства компьютерной графики.
Монитор.
В 19 веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и на компьютерах. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр.
Одна точка носит название видеопиксель (далее будем говорить пиксель). Слово «пиксель» означает точка рисунка. Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения. Размер графической сетки обычно представляют в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: M×N.
Размер монитора характеризуется длиной диагонали его экрана, выраженной в дюймах. 1дюйм = 2,54см.
Частота мерцания экрана должна быть 75-85 Гц. При такой частоте наше зрение не замечает мерцание изображения.
Каждый пиксель на цветном экране – это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленного и синего. Эти точки расположены так близко к друг другу, что нам они кажутся слившимися в одну точку.
Всё больше распространение получают жидкокристаллические мониторы – ЖК-мониторы. По сравнению с ЭЛТ-монитором они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.
Видеопамять и дисплейный процессор.
Видеоадаптер – устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора.
В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.
Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство.
Дисплейный процессор – вторая составляющая видеоадаптера.
Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.
Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный процессор периодически читает её и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.
Устройства ввода изображения в компьютера.
Сканер – это устройство ввода информации.
Работа сканера как бы противоположна работе видеоадаптера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканер получил свое название в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.
С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаге.
В компьютер изображение можно вводить с цифрового фотоаппарата или с цифровой видеокамеры. На фотоаппарате фотография сохраняется в виде двоичного кода насменной флэш-карте, а фильм в видеокамере записывается на магнитную ленту. Затем они могут быть переписаны в компьютер для просмотра и обработки.
Читайте также: