Какими возможностями обладает компьютерная графика технология 7 класс
Обновлено: 06.07.2024
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление
Ключевые слова:
- графический объект
- компьютерная графика
- растровая графика
- векторная графика
- форматы графических файлов
Рисунки, картины, чертежи, фотографии и другие графические изображения будем называть графическими объектами.
Компьютерная графика — это широкое понятие, обозначающее:1) разные виды графических объектов, созданных или обработанных с помощью компьютера;2) область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов.
Сферы применения компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла в нашу повседневную жизнь.
- для наглядного представления результатов измерений и наблюдений (например, данных о климатических изменениях за продолжительный период, о динамике популяций животного мира, об экологическом состоянии различных регионов и т. п.), результатов социологических опросов, плановых показателей, статистических данных, результатов ультразвуковых исследований в медицине и т. д.;
- при разработке дизайнов интерьеров и ландшафтов, проектировании новых сооружений, технических устройств и других изделий;
- в тренажёрах и компьютерных играх для имитации различного рода ситуаций, возникающих, например, при полете самолёта или космического аппарата, движении автомобиля и т. п.;
- при создании всевозможных спецэффектов в киноиндустрии;
- при разработке современных пользовательских интерфейсов программного обеспечения и сетевых информационных ресурсов;
- для творческого самовыражения человека (цифровая фотография, цифровая живопись, компьютерная анимация и т. д.).
Примеры компьютерной графики показаны на рис. 3.5.
Рекомендуем вам познакомиться со следующими Интернет-ресурсами:
Способы создания цифровых графических объектов
Графические объекты, созданные или обработанные с помощью компьютера, сохраняются на компьютерных носителях; при необходимости они могут быть выведены на бумагу или другой подходящий носитель (плёнку, картон, ткань и т. д.).
Графические объекты на компьютерных носителях будем называть цифровыми графическими объектами.
Существует несколько способов получения цифровых графических объектов:
- 1) копирование готовых изображений с цифровой фотокамеры, с устройств внешней памяти или «скачивание» их из Интернета;
- 2) ввод графических изображений, существующих на бумажных носителях, с помощью сканера;
- 3) создание новых графических изображений с помощью программного обеспечения.
Принцип работы сканера состоит в том, чтобы разбить имеющееся на бумажном носителе изображение на крошечные квадратики — пиксели, определить цвет каждого пикселя и сохранить его в двоичном коде в памяти компьютера.
Качество полученного в результате сканирования изображения зависит от размеров пикселя: чем меньше пиксель, тем на большее число пикселей будет разбито исходное изображение и тем более полная информация об изображении будет передана в компьютер.
Размеры пикселя зависят от разрешающей способности скайера, которая обычно выражается в dpi (dot per inch — точек на дюйм 1 ) и задаётся парой чисел (например, 600 х 1200 dpi). Первое число — это количество пикселей, которые могут быть выделены сканером в строке изображения длиной в 1 дюйм. Второе число — количество строк, на которые может быть разбита полоска изображения высотой в 1 дюйм.
- 1Дюйм — единица длины в английской системе мер, равна 2,54 см.
Задача. Сканируется цветное изображение размером 10 х 10 см. Разрешающая способность сканера — 1200 х 1200 dpi, глубина цвета — 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
Растровая и векторная графика
В зависимости от способа создания графического изображения различают растровую, векторную и фрактальную графику.
Растровая графика
В растровой графике изображение формируется в виде растра — совокупности точек (пикселей), образующих строки и столбцы. Каждый пиксель может принимать любой цвет из палитры, содержащей миллионы цветов. Точность цветопередачи — основное достоинство растровых графических изображений. При сохранении растрового изображения в памяти компьютера сохраняется информация о цвете каждого входящего в него пикселя.
Качество растрового изображения возрастает с увеличением количества пикселей в изображении и количества цветов в палитре. При этом возрастает и информационный объём всего изображения. Большой информационный объём — один из основных недостатков растровых изображений.
Следующий недостаток растровых изображений связан с некоторыми трудностями при их масштабировании. Так, при уменьшении растрового изображения несколько соседних пикселей преобразуются в один, что ведёт к потере чёткости мелких деталей изображения. При увеличении растрового изображения в него добавляются новые пиксели, при этом соседние пиксели принимают одинаковый цвет и возникает ступенчатый эффект (рис. 3.7).
Растровые графические изображения редко создают вручную. Чаще всего их получают путём сканирования подготовленных художниками иллюстраций или фотографий; в последнее время для ввода растровых изображений в компьютер широко применяются цифровые фотокамеры.
Векторная графика
Многие графические изображения могут быть представлены в виде совокупности отрезков, окружностей, дуг, прямоугольников и других геометрических фигур. Например, изображение на рис. 3.8 состоит из окружностей, отрезков и прямоугольника.
Каждая из этих фигур может быть описана математически: отрезки и прямоугольники — координатами своих вершин, окружности — координатами центров и радиусами. Кроме того, можно задать толщину и цвет линий, цвет заполнения и другие свойства геометрических фигур. В векторной графике изображения формируются на основе таких наборов данных (векторов), описывающих графические объекты, и формул их построения. При сохранении векторного изображения в память компьютера заносится информация о простейших геометрических объектах, его составляющих.
Информационные объёмы векторных изображений значительно меньше информационных объёмов растровых изображений. Например, для изображения окружности средствами растровой графики нужна информация обо всех пикселях квадратной области, в которую вписана окружность; для изображения окружности средствами векторной графики требуются только координаты одной точки (центра) и радиус.
Ещё одно достоинство векторных изображений — возможность их масштабирования без потери качества (рис. 3.9). Это связано с тем, что при каждом преобразовании векторного объекта старое изображение удаляется, а вместо него по имеющимся формулам строится новое, но с учётом изменённых данных.
Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как совокупность простых геометрических фигур. Такой способ представления хорош для чертежей, схем, деловой графики и в других случаях, где особое значение имеет сохранение чётких и ясных контуров изображений.
Фрактальная графика
Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Но, в отличие от векторной графики, в памяти компьютера хранятся не описания геометрических фигур, составляющих изображение, а сама математическая формула (уравнение), по которой строится изображение. Фрактальные изображения разнообразны и причудливы (рис. 3.10).
Форматы графических файлов
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 (оригинальные) форматы графических приложений.
Универсальные графические форматы «понимаются» всеми приложениями, работающими с растровой (векторной) графикой.
Универсальным растровым графическим форматом является формат BMP. Графические файлы в этом формате имеют большой информационный объём, так как в них на хранение информации о цвете каждого пикселя отводится 24 бита.
В рисунках, сохранённых в универсальном растровом формате GIF, можно использовать только 256 разных цветов. Такая палитра подходит для простых иллюстраций и пиктограмм. Графические файлы этого формата имеют небольшой информационный объём. Это особенно важно для графики, используемой во Всемирной паутине, пользователям которой желательно, чтобы запрошенная ими информация появилась на экране как можно быстрее.
Универсальный растровый формат JPEG разработан специально для эффективного хранения изображений фотографического качества. Современные компьютеры обеспечивают воспроизведение более 16 миллионов цветов, большинство из которых человеческим глазом просто неразличимы. Формат JPEG позволяет отбросить «избыточное» для человеческого восприятия разнообразие цветов соседних пикселей. Часть исходной информации при этом теряется, но это обеспечивает уменьшение информационного объёма (сжатие) графического файла. Пользователю предоставляется возможность самому определять степень сжатия файла. Если сохраняемое изображение — фотография, которую предполагается распечатать на листе большого формата, то потери информации нежелательны. Если же этот фотоснимок будет размещён на web-странице, то его можно смело сжимать в десятки раз: оставшейся информации будет достаточно для воспроизведения изображения на экране монитора.
Универсальный формат EPS позволяет хранить информацию как о растровой, так и о векторной графике. Его часто используют для импорта 1 файлов в программы подготовки полиграфической продукции.
- 1 Процесс открытия файла в программе, в которой он не был создан.
С собственными форматами вы познакомитесь непосредственно в процессе работы с графическими приложениями. Они обеспечивают наилучшее соотношение качества изображения и информационного объёма файла, но поддерживаются (т. е. распознаются и воспроизводятся) только самим создающим файл приложением.
Задача 1. Для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером 2048 х 1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла. Определите размер получившегося файла.
Задача 2. Несжатое растровое изображение размером 128 х 128 пикселей занимает 2 Кб памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Самое главное
Компьютерная графика — это широкое понятие, обозначающее:
- 1) разные виды графических объектов, созданных или обработанных с помощью компьютеров;
- 2) область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов.
В зависимости от способа создания графического изображения различают растровую и векторную графику.
В растровой графике изображение формируется в виде растра — совокупности точек (пикселей), образующих строки и столбцы. При сохранении растрового изображения 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. При сохранении векторного изображения 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.
Вопросы и задания
1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебнике? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?
Компьютерная графика — область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.
Области применения компьютерной графики. Современное применение компьютерной графики очень разнообразно. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.
Научная графика. Это направление появилось самым первым. Назначение – наглядное изображение объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.
Деловая графика. Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы.
Чаще всего это графики, круговые и столбчатые диаграммы
Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).
Конструкторская графика. Используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники.
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.
Иллюстративная графика. 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, линеек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.
Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.
Художественная и рекламная графика. 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 требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок».
Получение движущихся изображений на ЭВМ называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» обозначает «оживление» (родственное английскому— животное).
Мультимедиа - одно из ведущих направлений развития современных информационных технологий. Под словом «мультимедиа» понимают воздействие на пользователя по нескольким информационным каналам. Можно еще сказать так: мультимедиа - это интерактивные системы, обеспечивающие работу со статическими изображениями, видеокадрами, анимацией, текстом и звуком.
Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.
Кроме того, в зависимости от способа формирования изображения, компьютерную графику можно разделить на следующие виды:
Символьная графика (устарела и на сегодняшний день практически не используется, поэтому рассматривать ее не будем)
Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.
В растровой графике изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Совокупность таких точек, образующих строки и столбцы, называют растр .
Применение растровой графики: обработка цифровых фотографий, сканированных изображений, создание коллажей, эмблем, логотипов. Растровые изображения чаще не создаются с помощью компьютера, а только обрабатываются. В Интернете используются только растровые изображения.
- Растровые изображения занимают большое количество памяти.
- Резкое ухудшение качества при редактировании изображения.
Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение.
В отличие от растровой графики в векторной графике изображение строится с помощью математических описаний объектов, окружностей и линий.
Ключевым моментом векторной графики является то, что она использует комбинацию компьютерных команд и математических формул для объекта. Это позволяет компьютерным устройствам вычислять и помещать в нужном месте реальные точки при рисовании этих объектов. Такая особенность векторной графики дает ей ряд преимуществ перед растровой графикой, но в тоже время является причиной ее недостатков.
- Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.
- Векторные изображения описываются тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (принтеру). Иногда из–за проблем связи между двумя процессорами принтер не может распечатать отдельные детали рисунков.
Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.
Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.
изучению вопросов, связанных с компьютерной графикой.
Решаемые учебные задачи:
1) расширение представлений о сферах применения компьютерной графики;
2) обобщение представлений о способах создания цифровых графических объектов;
3) расширение и систематизация представлений о растровой и векторной графике;
4) формирование представлений о разнообразии и целесообразности использования
тех или иных графических форматов.
Основные понятия, изучаемые на уроке:
форматы графических файлов.
Используемые на уроке средства ИКТ:
ПК учителя, мультимедийный проектор, экран;
Электронное приложение к уроку:
презентация «Компьютерная графика»
видеофрагмент «Выполнение практической работы»
Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов:
анимация «Изображения на компьютере».
Дети рассаживаются по местам. Проверяют наличие принадлежностей.
Регулятивные УУД:
- умение ставить учебную задачу, называть цель, формулировать тему
Личностные УУД:
- формирование навыков самоорганизации
- развитие знаниевой компоненты
Познавательные УУД:
- развитие познавательной активности
- развитие читательских навыков, умения поиска нужной информации в тексте, выборочно передавать содержание текста;
- умение кратко формулировать мысль
- умение обрабатывать информацию и делать вывод.
Проверка домашней работы
§. 3.1, домашняя контрольная работа в РТ
Сдают в начале урока рабочие тетради
Открытие новых знаний
Формулирование темы и целей урока (по 1 баллу за каждый ответ)
Игровое упражнение «Угадай и нарисуй объект»
Сейчас я опишу некоторые объекты, попробуйте их угадать и изобразить схематично в тетрадях .
Круглый, полосатый, любят с ним играть ребята.
Девочка плачет на берегу, капают слезы - игрушка в пруду.
Какие объекты вы нарисовали?
Почему их было легко угадать?
В какой форме теперь представлена информация?
А теперь просмотрите несколько фотографий. (на слайдах компьютерные изображения 5-6)
Какими общими чертами они обладают?
В чем отличие графических изображений в тетрадях и рассмотренных только что?
Попробуйте определить тему урока, отгадав ребус и поставьте цели, которые будем решать.
Тема и цели на слайде.
В течение урока надо ответить на следующие вопросы:
- Что такое компьютерная графика?
- Какими бывают компьютерные изображения?
- В каких областях применяют компьютерные изображения?
- Каковы способы получения цифровых графических изображений?
- Выполняют рисунок в тетради (цветные карандаши)
- Девочка плачет, берег, пруд, мяч в воде (из стихотворения А. Барто «Мяч»).
- На основе описания формируются образы, которые легко можно представить мысленно и изобразить графически (наглядно).
- Все объекты графические, служат для передачи информации. Назначение разное: реклама, дизайн, проект здания, компьютерные игры, создание чертежей.
- В первом случае рисунки нарисованы от руки, во втором - созданы при помощи компьютерных технологий.
- узнать о компьютерной графике;
- узнать о видах графики;
- научиться создавать изображения
Работа в группах
Класс разбивается на ЧЕТЫРЕ группы и 1 ученик работает индивидуально.
Каждая группа ищет ответ на поставленный вопрос (Приложение)
Дайте определение компьютерной графики
Каковы способы получения цифровых графических изображений?
Графические редакторы – это? Примеры программ
Рассказать об основных областях применения компьютерной графики.
Какие бывают виды графики?
Рассказать о фрактальной и трехмерной графике
? 1 ученик – историческая справка о возникновении компьютерной графики
Работа в группах и индивидуально
- читают учебник на стр.112 и предложенный дополнительный материал
Каждая группа, изучив материал, представляет ответ, сопровождение слайдами презентации
По докладам каждой группы заполняется опорный конспект урока Приложение
А сейчас вам предстоит самим попробовать поработать с изображением в редакторе PAINT . Если возникнут трудности, то можно просмотреть видео под именем Работа с фрагментом изображения
Выполняют самостоятельно практическую работу Приложение
(оценка за урок выставляется в лист самооценки после проверки тетрадей учителем), рефлексия
Оценка за урок (самооценка по ходу урока, оценка за практическое задание (конечная оценка выставляется учителем)
Вспомним, какие цели мы ставили в начале урока?
- Какую роль играет графическая информация в нашей жизни?
- Что такое компьютерная графика?
- Какие программы называют графическими редакторами?
- Как вы считаете ребята, достигли мы поставленных целей на уроке?
- Вам было легко или были трудности?
- Что у вас получилось лучше всего и без ошибок?
- Какое задание было самым интересным и почему?
- Как бы вы оценили свою работу?
Делают вывод о том, что графическая информация играет важную роль в нашей жизни, ведь не зря в русской пословице говорится лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
п.3.2., РТ № 159, 160
Записывают в дневник
МАТЕРИАЛ ДЛЯ 1 ГРУППЫ
Без компьютерной графики невозможно сейчас представить современный материальный мир.
Компьютерная графика - способ наглядного представления с помощью компьютера данных, в которых присутствуют образы.
Компьютерная графика – раздел информатики, который изучает возможности создания и обработки на компьютере графических изображений.
Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы — графические редакторы . Графические редакторы можно разделить на две категории: растровые и векторные.
Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов.
Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартный редактор Paint (ПЭЙНТ) , и мощные профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop (АДОБЭ ФОТОШОП) .
К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word . Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространена CorelDRAW (КОРЕЛ ДРО) .
МАТЕРИАЛ ДЛЯ 2 ГРУППЫ
Современное применение компьютерной графики очень разнообразно.
Научная графика . Это направление появилось самым первым. Назначение - визуализация (т.е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.
Деловая графика. Эта область предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки и т. п.
Конструкторская графика. Используется в работе инженеров-конструкторов. Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения конструкции.
Иллюстративная графика. Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования.
Художественная и рекламная графика. Это сравнительно новая область, но очень популярная, с помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, игры, видеоуроки, рекламные проспекты и многое другое. Отличительной особенностью этого направления является создание реалистических (близких к естественным) изображений.
Компьютерная анимация. Получение движущихся изображений называется компьютерной анимацией. « Анимация » - «оживление» (от английского слова «animal» - животное). Наверняка у многих из вас на сотовых телефонах есть подобные анимации.
Сферы применения:
САПР (системы автоматизированного проектирования)
Реклама и дизайн
МАТЕРИАЛ ДЛЯ 3 ГРУППЫ
В зависимости от способа формирования изображений, компьютерную графику принято делить на:
Растровую – изображение строится по точкам. Компьютер хранит параметры каждой точки изображения (её цвет, координаты).
Причём каждая точка представляется определенным количеством бит (в зависимости от глубины цвета). Растровая графика применяется при разработке электронных и полиграфических изданий. Растровые графические изображения формируются в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, могут создаваться вручную с помощью компьютерных программ, но чаще для этой цели используются готовые изображения (рисунки, фотографии, сканированные или перенесенные на компьютер с цифровых фото- или видеокамер).
Можно создать растровое графическое изображение и непосредственно на компьютере с использованием графического редактора.
Растровые изображения имеют преимущества:
Простота воспроизведения и реалистичность.
Нетрудно создавать – достаточно отсканировать любое понравившееся изображение.
Но и недостатки:
Большой занимаемый объем.
Редактировать, изменять такую картинку не так-то просто. Ведь растровая картинка для компьютера существует как некий единый объект.
Искажения при масштабировании, пикселизация.
При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.
Векторную – изображение строится на основе простейших геометрических элементов. Линия – элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике. Векторная графика, наоборот, предназначена, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Подготовка высокохудожественных произведений в этом случае требует большего профессионализма и становится скорее исключением, чем правилом.
Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.
Например, графический примитив точка задается своими координатами (X,Y), линия — координатами начала (XI,Y1) и конца (X2,Y2), окружность — координатами центра (X,Y) и радиусом (R), прямоугольник — координатами левого верхнего угла (X1,Y1) и правого нижнего угла (X2,Y2) и так далее. Для каждого примитива задается также цвет.
Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров, так как векторные изображения имеют следующие преимущества:
Небольшой занимаемый объем.
Легкость масштабирования. (Могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, так как масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования)).
Есть свои недостатки:
Трудность создания реалистичных изображений, мелких деталей.
МАТЕРИАЛ ДЛЯ 4 ГРУППЫ
Фрактальную – создание изображения состоит не в рисовании, а в программировании. Фрактал – структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является самоподобие. (Фрактус – состоящий из фрагментов). В центре находится простейший элемент – равносторонний треугольник, который получил название - фрактальный. Фрактальная графика является программным средством автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику чаще применяют для создания необычных текстур, фонов или отдельных элементов будущих изображений, обрабатываемых в других графических редакторах.
Трехмерную графику – создание реалистичной модели объекта состоит из геометрических примитивов (прямоугольник, куб, шар, конус и прочие) и гладких поверхностей. Вид поверхности при этом определяется расположенной в пространстве сеткой опорных точек. Каждой точке присваивается коэффициент, величина которого определяет степень ее влияния на часть поверхности, проходящей вблизи точки. От взаимного расположения точек и величины коэффициентов зависит форма и “гладкость” поверхности в целом. 3D-графика – мощнейший инструмент для создания эффектов в современном художественном кино, рекламных роликах и различных презентациях. С ее помощью создаются компьютерные игры, анимация и статические изображения фотографического качества. 3D-графика широко применяется в архитектурных и дизайнерских проектах, в технических конструкторских бюро. С ее помощью можно осуществить проектирование объектов и наглядное представление их взаимодействия.
В век информационных технологий компьютерная графика получила широкое распространение во всем мире. Почему она так популярна? Где она применяется? И вообще, что такое компьютерная графика? Давайте разберемся!
Компьютерная графика: что такое?
Проще всего – это наука. Кроме того, это один из разделов информатики. Он изучает способы обработки и форматирования графического изображения с помощью компьютера.
Уроки компьютерной графики на сегодняшний день существуют и в школах, и в высших учебных заведениях. И трудно сегодня найти область, где она не была бы востребована.
Также на вопрос: «Что такое компьютерная графика?» - можно ответить, что это одно из многих направлений информатики и, кроме того, относится к наиболее молодым: оно существует около сорока лет. Как и всякая иная наука, она имеет свой определенный предмет, цели, методы и задачи.
Какие задачи решает компьютерная графика?
Если рассматривать этот раздел информатики в широком смысле, то можно увидеть, что средства компьютерной графики позволяют решать следующие три типа задач:
1) Перевод словесного описания в графическое изображение.
2) Задача распознавания образов, то есть перевод картинки в описание.
3) Редактирование графических изображений.
Направления компьютерной графики
Несмотря на то что сфера применения этой области информатики, бесспорно, крайне широка, можно выделить основные направления компьютерной графики, где она стала важнейшим средством решения возникающих задач.
Во-первых, иллюстративное направление. Оно является самым широким из всех, так как охватывает задачи начиная от простой визуализации данных и заканчивая созданием анимационных фильмов.
Во-вторых, саморазвивающееся направление: компьютерная графика, темы и возможности которой поистине безграничны, позволяет расширять и совершенствовать свои навыки.
В-третьих, исследовательское направление. Оно включает в себя изображение абстрактных понятий. То есть применение компьютерной графики направлено на создание изображения того, что не имеет физического аналога. Зачем? Как правило, с целью показать модель для наглядности либо проследить изменение параметров и скорректировать их.
Какие существуют виды компьютерной графики?
Еще раз: что такое компьютерная графика? Это раздел информатики, изучающий способы и средства обработки и создания графического изображения с помощью техники. Различают четыре вида компьютерной графики, несмотря на то, что для обработки картинки с помощью компьютера существует огромное количество различных программ. Это растровая, векторная, фрактальная и 3-D графика.
Каковы их отличительные черты? В первую очередь виды компьютерной графики различаются по принципам формирования иллюстрации при отображении на бумаге или на экране монитора.
Растровая графика
Базовым элементом растрового изображения или иллюстрации является точка. При условии, что картинка находится на экране, точка называется пикселем. Каждый из пикселей изображения обладает своими параметрами: цветом и расположением на холсте. Разумеется, что чем меньше размеры пикселей и больше их количество, тем лучше выглядит картинка.
Основная проблема растрового изображения – это большие объемы данных.
Второй недостаток растровой графики – необходимость увеличить картинку для того, чтобы рассмотреть детали.
Кроме того, при сильном увеличении происходит пикселизация изображения, то есть разделение его на пиксели, что в значительной степени искажает иллюстрацию.
Векторная графика
Элементарной составляющей векторной графики является линия. Естественно, что в растровой графике тоже присутствуют линии, однако они рассматриваются как совокупность точек. А в векторной графике все, что нарисовано, является совокупностью линий.
Этот тип компьютерной графики идеален для того, чтобы хранить высокоточные изображения, такие как, например, чертежи и схемы.
Информация в файле хранится не как графическое изображение, а в виде координат точек, с помощью которых программа воссоздает рисунок.
Соответственно, для каждой из точек линии резервируется одна из ячеек памяти. Необходимо заметить, что в векторной графике объем памяти, занимаемый одним объектом, остается неизменным, а также не зависит от его размера и длины. Почему так происходит? Потому что линия в векторной графике задается в виде нескольких параметров, или, проще говоря, формулой. Что бы мы ни делали с ней в дальнейшем, в ячейке памяти будут изменяться лишь параметры объекта. Количество ячеек памяти останется прежним.
Таким образом, можно прийти к выводу, что векторные файлы, по сравнению с растровыми, занимают гораздо меньший объем памяти.
Трехмерная графика
3D-графика, или трехмерная графика, изучает методы и приемы создания объемных моделей объектов, максимально соответствующие реальным. Подобные изображения можно рассмотреть со всех сторон.
Гладкие поверхности и разнообразные графические фигуры используются с целью создания объемных иллюстраций. С их помощью художник создает сначала каркас будущего объекта, а потом поверхность покрывают такими материалами, которые визуально похожи на реальные. Далее делают гравитацию, осветление, свойства атмосферы и прочие параметры пространства, в котором находится изображаемый объект. Затем, при условии, что объект движется, задают траекторию движения и его скорость.
Фрактальная графика
Фракталом называется рисунок, состоящий из одинаковых элементов. Большое количество изображений являются фракталами. К примеру, снежинка Коха, множество Мандельброта, треугольник Серпинского, а также «дракон» Хартера-Хейтчея.
Фрактальный рисунок можно построить либо с помощью какого-либо алгоритма, либо путем автоматического создания изображения, которое осуществляется путем вычислений по заданным формулам.
Модификация изображения происходит при внесении изменений в структуру алгоритма или смене коэффициентов в формуле.
Главным преимуществом фрактальной графики является то, что в файле изображения сохраняются только формулы и алгоритмы.
Области применения компьютерной графики
Однако необходимо заметить, что выделение данных направлений весьма условно. Кроме того, оно может быть детализировано и расширено.
Итак, перечислим основные области компьютерной графики:
3) отображение визуальной информации;
4) создание пользовательского интерфейса.
Где применяется компьютерная графика?
В инженерном программировании широко используется трехмерная компьютерная графика. Информатика в первую очередь пришла на помощь инженерам и математикам. Средствами трехмерной графики происходит моделирование физических объектов и процессов, например, в мультипликации, компьютерных играх и кинематографе.
Растровая графика широко применяется при разработке полиграфических и мультимедийных изданий. Очень редко иллюстрации, которые выполняются средствами растровой графики, создаются с помощью компьютерных программ вручную. Зачастую с этой целью пользуются отсканированные изображения, которые художник изготовил на фотографии или бумаге.
В современном мире широко применяются цифровые фото- и видеокамеры с целью ввода растровых фотографий в компьютер. Соответственно, подавляющее большинство графических редакторов, которые предназначены для работы с растровой графикой, ориентированы не на создание изображений, а на редактирование и обработку.
Растровые изображения применяются в интернете в том случае, если есть необходимость передать всю цветовую гамму.
А вот программы для работы с векторной графикой, наоборот, чаще всего используются с целью создания иллюстраций, ежели для обработки. Подобные средства нередко используют в издательствах, редакциях, дизайнерских бюро и рекламных агентствах.
Средствами векторной графики гораздо проще решаются вопросы оформительских работ, которые основаны на применении простейших элементов и шрифтов.
Бесспорно, существуют примеры векторных высокохудожественных произведений, однако они являются скорее исключением, чем правилом, по той простой причине, что подготовка иллюстраций средствами векторной графики необычайно сложна.
Для автоматического создания изображений с помощью математических расчетов созданы программные средства, работающие с факториальной графикой. Именно в программировании, а не в оформлении или рисовании состоит создание факториальной композиции. Факториальная графика редко применяется с целью создания электронного или печатного документа, однако ее нередко используют в развлекательных целях.
Читайте также: