Описание или изображение моделируемого объекта в памяти компьютера

Обновлено: 30.06.2024

Краткая аннотация: Понятие "компьютерная графика ". Растровые изображения. Пиксели. Разрешение изображения. Размер изображения. Достоинства и недостатки растровой графики. Векторная графика . Достоинства и недостатки векторной графики. Сравнение растровой и векторной графики.

Цель: получить представление о базовых понятиях компьютерной графики.

Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся созданием, хранением и обработкой различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Обычно компьютерную графику разделяют на векторную и растровую .

Под растровым понимают способ представления изображения в виде совокупности отдельных точек (пикселей) различных цветов или оттенков.

При увеличении растрового рисунка в несколько раз становится видно, что изображение состоит из конечного числа "квадратиков" определенного цвета. Эти квадратики и называют пикселями .

В векторной графике все изображения описываются в виде математических объектов – контуров, т.е. изображение разбивается на ряд графических примитивов – точки, прямой , ломанной, дуги, многоугольника.

Оба этих способа кодирования графической информации имеют свои особенности и недостатки.

Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, с использованием более чем 16 млн. оттенков цветов, вне зависимости от сложности.

Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы, матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Основной проблемой растровой графики является большой объем файлов, содержащих изображения: чем больше количество пикселей и чем меньше их размеры, тем лучше выглядит изображение.

Второй недостаток растровых изображений связан с невозможностью их увеличения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит только к тому, что эти точки становятся крупнее и напоминают мозаику. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается. Более того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает её грубой. Этот эффект называется пикселизацией (от пиксель – самый маленький элемент изображения, точка (как атом в молекуле)).

У векторных изображений , напротив, размер файла не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации , описать сколько угодно большой объект файлом минимального размера.

Описание объектов может быть легко изменено. Также это означает, что различные операции с рисунком, такие как перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшают его качества.

К недостаткам векторной графики относят следующие:

Возможность изображения в векторном виде доступна далеко не для каждого объекта: для этого может потребоваться разбить объект на очень большое количество векторных линий, что сильно увеличивает количество памяти, занимаемой изображением, и время его прорисовки на экране.
Векторный формат не дает возможность отобразить плавные переходы цветов, сохранить фотографическую точность изображения.

Выбор растрового или векторного формата зависит от целей и задач работы с изображением. Каждый из видов компьютерной графики был разработан для решения определенных задач и имеет свою заданную область применения.

Если нужна фотографическая точность цветопередачи, то предпочтительнее растр. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном формате.

Пиксели, разрешение, размер изображения

Размеры растровых изображений выражают в виде количества пикселов по горизонтали и вертикали, например, 600?800. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 600, а высота — 800 точек. Количество точек по горизонтали и вертикали может быть разным для разных изображений.

При выводе изображения на поверхность экрана или бумаги, оно занимает прямоугольник определённого размера. Для оптимального размещения изображения на экране необходимо согласовывать количество точек в изображении, пропорции сторон изображения с соответствующими параметрами устройства отображения.

Степень детализации изображения, число пикселей (точек) отводимых на единицу площади называют разрешением .

Если пикселы изображения выводятся пикселами устройства вывода один к одному, размер будет определяться только разрешением устройства вывода. Соответственно, чем выше разрешение экрана, тем больше точек отображается на той же площади и тем менее зернистой и более качественной будет ваша картинка.

При большом количестве точек, размещённом на маленькой площади, глаз не замечает мозаичности рисунка. Справедливо и обратное: малое разрешение позволит глазу заметить растр изображения ("ступеньки").

Высокое разрешение изображения при малом размере плоскости отображающего устройства не позволит вывести на него всё изображение, либо при выводе изображение будет "подгоняться", например, для каждого отображаемого пиксела будут усредняться цвета попадающей в него части исходного изображения. При необходимости крупно отобразить изображение небольшого размера на устройстве с высоким разрешением приходится вычислять цвета промежуточных пикселей.

Следует четко различать: разрешение экрана; разрешение печатающего устройства; разрешение изображения.

Все эти понятия относятся к разным объектам. Друг с другом эти виды разрешения никак не связаны, пока не потребуется узнать, какой физический размер будет иметь картинка на экране монитора, отпечаток на бумаге или файл на жестком диске.

Разрешение экрана (экранного изображения) — это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселях и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком. Для измерения экранного разрешения используют обозначение ppi (pixel per inch).

Разрешение принтера (печатного изображения) — это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины (растра). Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере. В зависимости от сорта бумаги выбирают следующие величины частоты растра: для газетной бумаги - 70-90 dpi, для бумаги среднего качества - 90-100 dpi, для глянцевой - 133 dpi и выше.

Разрешение изображения (оригинала) — это свойство самого изображения. Разрешение оригинала используется при вводе изображения в компьютер и измеряется в точках на дюйм (dots per inch – dpi), задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Установка разрешения оригинала зависит от требований, предъявляемых к качеству изображения и размеру файла. В общем случае действует правило: чем выше требования к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.

Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения — его физическим размером.

Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселях, чтобы знать, какую часть экрана оно занимает. Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет.

Модель - это объект, который рассматривается вместо другого объекта с какой-то целью. ПРИМЕРЫ МОДЕЛЕЙ: имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе: глобус (модель земного шара); плюшевый мишка (модель живого медведя); кукла (модель живого человека); игрушечные машинки (модели реальных автомобилей). реальные объекты: ладонь человека (модель самолета); животные в медицинских исследованиях; радиотехническая схема (модель сердца человека); бассейн (модель космоса).

Моделирование - процесс создания и использования моделей. Моделирование является одним из способов познания мира. Понятие моделирования достаточно сложное, оно включает в себя огромное разнообразие способов моделирования: от создания натуральных моделей (уменьшенных и или увеличенных копий реальных объектов) до вывода математических формул. Для различных явлений и процессов бывают уместными разные способы моделирования с целью исследования и познания.

Объект, который получается в результате моделирования, называется моделью. Должно быть понятно, что это совсем не обязательно реальный объект. Это может быть математическая формула, графическое представление и т.п. Однако он вполне может заменить оригинал при его изучении и описании поведения. Хотя модель и может быть точной копией оригинала, но чаще всего в моделях воссоздаются какие-нибудь важные для данного исследования элементы, а остальными пренебрегают. Это упрощает модель. Но с другой стороны, создать модель – точную копию оригинала – бывает абсолютно нереальной задачей. Например, если моделируется поведение объекта в условиях космоса. Можно сказать, что модель – это определенный способ описания реального мира.

Моделирование проходит три этапа: Создание модели. Изучение модели. Применение результатов исследования на практике и/или формулирование теоретических выводов. Видов моделирования огромное количество.

ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ Модель называется предметной, если эта модель является объемным предметом. Примеры: глобус; скелет человека; детские игрушки. Модель называется образно-знаковой, если эта модель является описанием моделируемого объекта в виде образов и знаков. Примеры: фотография; учебник географии; картина; компьютерная игра; описание человека в художественном произведении.

ОБРАЗНО-ЗНАКОВЫЕ МОДЕЛИ Мысленная модель - это мысленный образ моделируемого объекта в памяти человека. Примеры: образ любимого человека в памяти; образ комнаты в памяти человека, живущего в ней. Документальная модель - это описание или изображение моделируемого объекта на бумаге, картоне или другом плоском носителе. Примеры: фотография; картина; карта; описание главного героя в художественном произведении. Компьютерная модель - это описание или изображение моделируемого объекта в памяти компьютера. Примеры: компьютерные игры; компьютерный исполнитель «Чертежник», «Робот».

ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ Примеры: динамические: заводные игрушки; статические: глобус; мягкие игрушки; учебники. Если модель учитывает изменение свойств моделируемого объекта от времени, то модель называется динамической, в противном случае статической.

ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНИХ РАЗМЕРОВ Модель называется масштабной, если она получена путем увеличения или уменьшения внешних размеров моделируемого объекта и немасштабной, если внешние размеры модели не отражают внешних размеров моделируемого объекта. Примеры: Масштабные: глобус; макет скелета; чертеж; карта. Немасштабные: кукла; детский рисунок.

ВИДЫ МОДЕЛЕЙ ПО ОТРАСЛЯМ ЗНАНИЙ Если модель относится к какой-либо отрасли знаний, то её называют соответственно. Если модель не относится ни к какой отрасли знаний, то ее называют простейшей. Примеры: простейшие (игрушки); математическая (уравнение нахождения скорости поезда, времени, пути); географическая (глобус, карта, план); химическая (модель атома кислорода, углерода, формула химической реакции); и т.д.

ТИПЫ МОДЕЛЕЙ: Математические модели. Это знаковые модели, описывающие определенные числовые соотношения. Графические модели. Визуальное представление объектов, которые настолько сложны, что их описание иными способами не дает человеку ясного понимания. Здесь наглядность модели выходит на первый план. Имитационные модели. Позволяют наблюдать изменение поведения элементов системы-модели, проводить эксперименты, изменяя некоторые параметры модели. Над созданием модели могут работать специалисты из разных областей, т.к. в моделировании достаточно велика роль межпредметных связей.

Особенности компьютерного моделирования Совершенствование вычислительной техники и широкое распространение персональных компьютеров открыло перед моделированием огромные перспективы для исследования процессов и явлений окружающего мира, включая сюда и человеческое общество. Компьютерное моделирование – это в определенной степени, то же самое, описанное выше моделирование, но реализуемое с помощью компьютерной техники. Для компьютерного моделирования важно наличие определенного программного обеспечения. При этом программное обеспечение, средствами которого может осуществляться компьютерное моделирование, может быть как достаточно универсальным (например, обычные текстовые и графические процессоры), так и весьма специализированными, предназначенными лишь для определенного вида моделирования.

Очень часто компьютеры используются для математического моделирования. Здесь их роль неоценима в выполнении численных операций, в то время как анализ задачи обычно ложится на плечи человека. Обычно в компьютерном моделировании различные виды моделирования дополняют друг друга. Так, если математическая формула очень сложна, что не дает явного представления об описываемых ею процессах, то на помощь приходят графические и имитационные модели. Компьютерная визуализация может быть намного дешевле реального создания натуральных моделей.

С появлением мощных компьютеров распространилось графическое моделирование на основе инженерных систем для создания чертежей, схем, графиков. Если система сложна, а требуется проследить за каждым ее элементом, то на помощь могут придти компьютерные имитационные модели. На компьютере можно воспроизвести последовательность временных событий, а потом обработать большой объем информации. Однако следует четко понимать, что компьютер является хорошим инструментом для создания и исследования моделей, но он их не придумывает. Абстрактный анализ окружающего мира с целью воссоздания его в модели выполняет человек.

Модель - это объект, который рассматривается вместо другого объекта с какой-то целью.

ПРИМЕРЫ МОДЕЛЕЙ:

имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе:

глобус (модель земного шара);

плюшевый мишка (модель живого медведя);

кукла (модель живого человека);

игрушечные машинки (модели реальных автомобилей).

ладонь человека (модель самолета);

животные в медицинских исследованиях;

радиотехническая схема (модель сердца человека);

бассейн (модель космоса).

2. НЕОБХОДИМОСТЬ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ

Для сохранения жизни и здоровья человека

Уменьшение затрат материальных средств

Для понимания сущности изучаемого объекта

Для того, чтобы научиться управлять объектом

Для решения прикладных задач

Полную информацию смотрите в файле.

Содержимое разработки

МОДЕЛИРОВАНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Модель - это объект, который рассматривается вместо другого объекта с какой-то целью.
ПРИМЕРЫ МОДЕЛЕЙ:

имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе:
имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе:

глобус (модель земного шара); плюшевый мишка (модель живого медведя); кукла (модель живого человека); игрушечные машинки (модели реальных автомобилей).
глобус (модель земного шара); плюшевый мишка (модель живого медведя); кукла (модель живого человека); игрушечные машинки (модели реальных автомобилей).
глобус (модель земного шара);
плюшевый мишка (модель живого медведя);
кукла (модель живого человека);
игрушечные машинки (модели реальных автомобилей).

реальные объекты:
реальные объекты:

ладонь человека (модель самолета); животные в медицинских исследованиях; радиотехническая схема (модель сердца человека); бассейн (модель космоса).
ладонь человека (модель самолета); животные в медицинских исследованиях; радиотехническая схема (модель сердца человека); бассейн (модель космоса).
ладонь человека (модель самолета);
животные в медицинских исследованиях;
радиотехническая схема (модель сердца человека);
бассейн (модель космоса).

2 . НЕОБХОДИМОСТЬ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ

Моделирование - процесс создания и использования моделей.

4. АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛЕЙ

Адекватность - степень совпадения свойств модели и моделируемого объекта.

Модель также может быть НЕ АДЕКВАТНОЙ. Это значит, что модель не соответствует тому объекту, который она заменяет.

5. Признаки, по которым модели разделяются на виды

6. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

Модель называется предметной , если эта модель является объемным предметом.

Примеры: глобус; скелет человека; детские игрушки.

Модель называется образно-знаковой , если эта модель является описанием моделируемого объекта в виде образов и знаков.

Примеры: фотография; учебник географии; картина; компьютерная игра; описание человека в художественном произведении.

ОБРАЗНО-ЗНАКОВЫЕ МОДЕЛИ

Мысленная модель - это мысленный образ моделируемого объекта в памяти человека.

образ любимого человека в памяти; образ комнаты в памяти человека, живущего в ней.
образ любимого человека в памяти; образ комнаты в памяти человека, живущего в ней.
образ любимого человека в памяти;
образ комнаты в памяти человека, живущего в ней.

Документальная модель - это описание или изображение моделируемого объекта на бумаге, картоне или другом плоском носителе.

фотография; картина; карта; описание главного героя в художественном произведении.
фотография; картина; карта; описание главного героя в художественном произведении.
фотография;
картина;
карта;
описание главного героя в художественном произведении.

Компьютерная модель - это описание или изображение моделируемого объекта в памяти компьютера.

7. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ

Если модель учитывает изменение свойств моделируемого объекта от времени, то модель называется динамической , в противном случае статической .

Презентация на тему: " Информационное Моделирование. МОДЕЛИ.МОДЕЛИРОВАНИЕ." — Транскрипт:

3 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НЕОБХОДИМОСТЬ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ МОДЕЛИРОВАНИЕ АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛЕЙ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНИХ РАЗМЕРОВ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНИХ РАЗМЕРОВ ВИДЫ МОДЕЛЕЙ ПО ОТРАСЛЯМ ЗНАНИЙ

4 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ §Модель §Модель - это объект, который рассматривается вместо другого объекта с какой-то целью. §ПРИМЕРЫ МОДЕЛЕЙ: l имитация (повторение) реального объекта в уменьшенном масштабе: 4глобус (модель земного шара); 4плюшевый мишка (модель живого медведя); 4кукла (модель живого человека); 4игрушечные машинки (модели реальных автомобилей). l реальные объекты: ладонь человека (модель самолета); животные в медицинских исследованиях; радиотехническая схема (модель сердца человека); бассейн (модель космоса). Содержание

5 2. НЕОБХОДИМОСТЬ СОЗДАНИЯ МОДЕЛЕЙ §Для сохранения жизни и здоровья человека §Уменьшение затрат материальных средств §Для понимания сущности изучаемого объекта §Для того, чтобы научиться управлять объектом §Прогнозирование последствий §Для отдыха §Для решения прикладных задач Содержание

6 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ §Моделирование - процесс создания и использования моделей. Содержание

7 4. АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛЕЙ Адекватность - степень совпадения свойств модели и моделируемого объекта. Модель также может быть НЕ АДЕКВАТНОЙ. Это значит, что модель не соответствует тому объекту, который она заменяет. Содержание

8 6. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ §Модель называется предметной, если эта модель является объемным предметом. Примеры: глобус; скелет человека; детские игрушки. §Модель называется образно-знаковой, если эта модель является описанием моделируемого объекта в виде образов и знаков. Примеры: фотография; учебник географии; картина; компьютерная игра; описание человека в художественном произведении. Далее

9 ОБРАЗНО-ЗНАКОВЫЕ МОДЕЛИ §Мысленная модель §Мысленная модель - это мысленный образ моделируемого объекта в памяти человека. Примеры: 4образ любимого человека в памяти; 4образ комнаты в памяти человека, живущего в ней. §Документальная модель - это описание или изображение моделируемого объекта на бумаге, картоне или другом плоском носителе. Примеры: 4фотография; 4картина; 4карта; 4описание главного героя в художественном произведении. §Компьютерная модель §Компьютерная модель - это описание или изображение моделируемого объекта в памяти компьютера. Примеры: компьютерные игры; компьютерный исполнитель «Чертежник», «Робот». Содержание

10 7. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ §Примеры: l динамические: заводные игрушки; l статические: глобус; мягкие игрушки; учебники. Если модель учитывает изменение свойств моделируемого объекта от времени, то модель называется динамической, в противном случае статической. Содержание

11 8. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВНЕШНИХ РАЗМЕРОВ, §Модель называется масштабной, если она получена путем увеличения или уменьшения внешних размеров моделируемого объекта и немасштабной, если внешние размеры модели не отражают внешних размеров моделируемого объекта. §Примеры: : l Масштабные: глобус; макет скелета; чертеж; карта. : l Немасштабные: кукла; детский рисунок. Содержание

12 9. ВИДЫ МОДЕЛЕЙ ПО ОТРАСЛЯМ ЗНАНИЙ §Если модель относится к какой-либо отрасли знаний, то её называют соответственно. Если модель не относится ни к какой отрасли знаний, то ее называют простейшей. §Примеры: l простейшие (игрушки); l математическая (уравнение нахождения скорости поезда, времени, пути); l географическая (глобус, карта, план); l химическая (модель атома кислорода, углерода, формула химической реакции); l и т.д. Содержание

Читайте также: