Видеомонтаж имеет следующие отличия от других направлений компьютерной графики

Обновлено: 06.07.2024

Компьютерная графика - это область информатики, которая охватывает все стороны формирования изображений с помощью компьютера. Появившись в 1950-х годах, она поначалу давала возможность выводить лишь несколько десятков отрезков на экране. В наши дни средства компьютерной графики позволяют создавать реалистические изображения, не уступающие фотографическим снимкам. Создано разнообразное аппаратное и программное обеспечение для получения изображений самого различного вида и назначения - от простых чертежей до реалистических образов естественных объектов. Компьютерная графика используется практически во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации. Применение ее для подготовки демонстрационных слайдов уже считается нормой. Трехмерные изображения используются в медицине (компьютерная томография), картографии, полиграфии, геофизике, ядерной физике и других областях. Телевидение и другие отрасли индустрии развлечений используют анимационные средства компьютерной графики (компьютерные игры, фильмы). Общепринятой практикой считается также использование компьютерного моделирования при обучении пилотов и представителей других профессий (тренажеры). Знание основ компьютерной графики сейчас необходимо и инженеру, и ученому.

Конечным результатом применения средств компьютерной графики является изображение, которое может использоваться для различных целей. Поскольку наибольшее количество информации человек получает с помощью зрения, уже в древние времена появились схемы и карты, используемые при строительстве, в географии и в астрономии.

Современная компьютерная графика - это достаточно сложная, основательно проработанная и разнообразная научно-техническая дисциплина. Некоторые ее разделы , такие как геометрические преобразования, способы описания кривых и поверхностей, к настоящему времени уже исследованы достаточно полно. Ряд областей продолжает активно развиваться: методы растрового сканирования, удаление невидимых линий и поверхностей, моделирование цвета и освещенности, текстурирование, создание эффекта прозрачности и полупрозрачности и др.

Сфера применения компьютерной графики включает четыре основных области.

1. Отображение информации

Проблема представления накопленной информации (например, данных о климатических изменениях за продолжительный период, о динамике популяций животного мира, об экологическом состоянии различных регионов и т.п.) лучше всего может быть решена посредством графического отображения.

Ни одна из областей современной науки не обходится без графического представления информации. Помимо визуализации результатов экспериментов и анализа данных натурных наблюдений существует обширная область математического моделирования процессов и явлений, которая просто немыслима без графического вывода. Например, описать процессы, протекающие в атмосфере или океане, без соответствующих наглядных картин течений или полей температуры практически невозможно. В геологии в результате обработки трехмерных натурных данных можно получить геометрию пластов, залегающих на большой глубине.

В медицине в настоящее время широко используются методы диагностики, использующие компьютерную визуализацию внутренних органов человека. Томография (в частности, ультразвуковое исследование) позволяет получить трехмерную информацию, которая затем подвергается математической обработке и выводится на экран. Помимо этого применяется и двумерная графика: энцефалограммы, миограммы, выводимые на экран компьютера или графопостроитель .

2. Проектирование

В строительстве и технике чертежи давно представляют собой основу проектирования новых сооружений или изделий. Процесс проектирования с необходимостью является итеративным, т.е. конструктор перебирает множество вариантов с целью выбора оптимального по каким-либо параметрам. Не последнюю роль в этом играют требования заказчика, который не всегда четко представляет себе конечную цель и технические возможности. Построение предварительных макетов - достаточно долгое и дорогое дело. Сегодня существуют развитые программные средства автоматизации проектно-конструкторских работ (САПР), позволяющие быстро создавать чертежи объектов, выполнять прочностные расчеты и т.п. Они дают возможность не только изобразить проекции изделия, но и рассмотреть его в объемном виде с различных сторон. Такие средства также чрезвычайно полезны для дизайнеров интерьера, ландшафта.

3. Моделирование

Под моделированием в данном случае понимается имитация различного рода ситуаций, возникающих, например, при полете самолета или космического аппарата, движении автомобиля и т.п. В английском языке это лучше всего передается термином simulation. Но моделирование используется не только при создании различного рода тренажеров. В телевизионной рекламе, в научно-популярных и других фильмах теперь синтезируются движущиеся объекты, визуально мало уступающие тем, которые могут быть получены с помощью кинокамеры. Кроме того, компьютерная графика предоставила киноиндустрии возможности создания спецэффектов, которые в прежние годы были попросту невозможны. В последние годы широко распространилась еще одна сфера применения компьютерной графики - создание виртуальной реальности.

4. Графический пользовательский интерфейс

На раннем этапе использования дисплеев как одного из устройств компьютерного вывода информации диалог "человек-компьютер" в основном осуществлялся в алфавитно-цифровом виде. Теперь же практически все системы программирования применяют графический интерфейс. Особенно впечатляюще выглядят разработки в области сети Internet. Существует множество различных программ-браузеров, реализующих в том или ином виде средства общения в сети, без которых доступ к ней трудно себе представить. Эти программы работают в различных операционных средах, но реализуют, по существу, одни и те же функции, включающие окна, баннеры, анимацию и т.д.

В современной компьютерной графике можно выделить следующие основные направления: изобразительная компьютерная графика, обработка и анализ изображений, анализ сцен (перцептивная компьютерная графика), компьютерная графика для научных абстракций (когнитивная компьютерная графика, т.е. графика, способствующая познанию).

Изобразительная компьютерная графика своим предметом имеет синтезированные изображения. Основные виды задач, которые она решает, сводятся к следующим:

построение модели объекта и формирование изображения;
преобразование модели и изображения;
идентификация объекта и получение требуемой информации.

Обработка и анализ изображений касаются в основном дискретного (цифрового) представления фотографий и других изображений. Средства компьютерной графики здесь используются для:

повышения качества изображения;
оценки изображения - определения формы, местоположения, размеров и других параметров требуемых объектов;
распознавания образов - выделения и классификации свойств объектов (при обработке аэрокосмических снимков, вводе чертежей, в системах навигации, обнаружения и наведения).

Анализ сцен связан с исследованием абстрактных моделей графических объектов и взаимосвязей между ними. Объекты могут быть как синтезированными, так и выделенными на фотоснимках. К таким задачам относятся, например, моделирование "машинного зрения" (роботы), анализ рентгеновских снимков с выделением и отслеживанием интересующего объекта (внутреннего органа), разработка систем видеонаблюдения.

Когнитивная компьютерная графика - только формирующееся новое направление, пока еще недостаточно четко очерченное. Это - компьютерная графика для научных абстракций, способствующая рождению нового научного знания. Технической основой для нее являются мощные ЭВМ и высокопроизводительные средства визуализации.

Одним из наиболее ранних примеров использования когнитивной компьютерной графики является работа Ч.Страуса "Неожиданное применение ЭВМ в чистой математике" (ТИИЭР, т. 62, № 4, 1974, с.96-99). В ней показано, как для анализа сложных алгебраических кривых используется "n-мерная" доска на основе графического терминала. Пользуясь устройствами ввода, математик может легко получать геометрические изображения результатов направленного изменения параметров исследуемой зависимости. Он может также легко управлять текущими значениями параметров, "углубляя тем самым свое понимание роли вариаций этих параметров". В результате получено "несколько новых теорем и определены направления дальнейших исследований".

До недавнего времени экспериментирование по использованию возможностей интерактивной компьютерной графики было привилегией лишь небольшой группы специалистов, преимущественно ученых и инженеров, занимающихся вопросами автоматизации проектирования, анализа данных и математического моделирования. Теперь же исследование реальных и воображаемых объектов и процессов стало доступно гораздо более широкому кругу людей.

Такое изменение ситуации обусловлено несколькими причинами, прежде всего, в результате резкого улучшения соотношения стои-мость/производительность для некоторых компонент аппаратуры компьютеров. Кроме того, стандартное программное обеспечение высокого уровня для графики стало широкодоступным, что упрощает написание новых прикладных программ, переносимых с компьютеров одного типа на другие.

Следующая причина обусловлена влиянием, которое дисплеи оказывают на качество интерфейса - средства общения между человеком и машиной, обеспечивая максимальные удобства для пользователя. Новые, удобные для пользователя системы построены в основном на подходе WYSIWYG (аббревиатура от английского вы ражения «What you see is what you get» - «Что видите, то и имеете»), в соответствии с которым изображение на экране должно быть как можно более похожим на то, которое в результате печатается.

Большинство традиционных приложений компьютерной графики является двухмерным. В последнее время, однако, отмечается возрастающий коммерческий интерес к трехмерным приложениям. Он вызван значительным прогрессом, достигнутым в решении двух взаимосвязанных проблем: моделирование трехмерных сцен и построение как можно более реалистичного изображения. Например, в имитаторах полета особое значение придается времени реакции на команды, вводимые пилотом и инструктором. Чтобы создавалась иллюзия плавного движения, имитатор должен порождать чрезвычайно реалистичную картину динамически изменяющегося «мира» с частотой как минимум 30 кадров в секунду. В противоположность этому изображения, применяемые в рекламе и индустрии развлечений, вычисляют автономно, нередко в течение часов, с целью достичь максимального реализма или произвести сильное впечатление.

Распространение компьютерной графики началось с полиграфии. Но вскоре она вырвалась из тесных помещений типографий на простор широкого применения. Сейчас без развитой и изощренной графики не обходится ни один фантастический фильм, ни одна компьютерная игрушка; ни один приличный доклад в сфере бизнеса не обходится сейчас без компьютерной презентации. Создаются изображения настолько реальные, что трудно поверить в то, что все это создано на компьютере. Мощнейшие машины и талантливейшие команды математиков, программистов и дизайнеров работают над этим.

Из простого перечисления областей применения видно, что понятие компьютерной графики довольно обширно - от алгоритмов, рисующих на экране причудливые узоры, до мощных пакетов 3D-графики и программ, имитирующих классические инструменты художника. Иными словами, компьютерная графика не является простым рисованием при помощи компьютера, а представляет собой довольно сложный комплекс, который условно можно разделить на несколько направлений: двухмерная графика; полиграфия; web-дизайн; мультимедиа; 3D-графика и компьютерная анимация; видеомонтаж; САПР и инженерная графика; деловая графика; научная графика.

Таким образом, сферы применения компьютерной графики чрезвычайно разнообразны. Каждый ее раздел имеет свои отличительные особенности и тонкости «технологического производства». Для каждого из них создано свое программное обеспечение, включающее разнообразные специальные программы (графические редакторы). Вне зависимости от области использования каждый графический редактор, как правило, должен иметь:

- инструменты рисования на компьютере;
- библиотеку готовых изображений;
- набор шрифтов;
- набор спецэффектов;
- быть совместимым с другими графическими программами.

Рассмотрим некоторые характерные черты, присущие отдельным областям компьютерной графики, одновременно затрагивая используемые в них программные средства.

Двухмерная графика или 2Э-графика - это основа всей компьютерной графики (в том числе и SD-графики). Ни один компьютерный художник-дизайнер не может плодотворно работать над своими проектами без понимания базовых положений двухмерной графики.

Многие пользователи ПК связывают понятие компьютерной графики с программами, предназначенными для редактирования двухмерных цифровых изображений. Это программное обеспечение по принципу действия и функциональному назначению можно разделить на три группы:

- растровая графика (bitmap или raster);
- векторная графика (vector);
- фрактальная графика (fractal).

Наиболее широко в компьютерной графике представлены первые два типа программ - растровые и векторные.

Растровые программы предназначены в основном для редактирования изображений, обеспечивая возможность цветокоррекции, ретуши и создания специальных эффектов на базе цифровых изображений. Пользуясь программными продуктами для форматирования изображений, можно создавать коллажи, виньетки, фотомонтажи и подготавливать цветные изображения для вывода на печать. На сегодняшний день программы редактирования изображений используются при производстве практически всех печатных изображений, где необходима фотография. Их применяют для стирания морщин с лиц фотомоделей, придания ярких красок пасмурным и мрачным дням и изменения общего настроения посредством специальных световых эффектов. Они также широко используются производителями мультимедиа для создания текстовых и фоновых эффектов и для изменения количества цветов изображения.

Векторные программы обычно используются тогда, когда нужны четкие линии. Они часто применяются при создании логотипов, шрифтов для вывода на плоттер и различных чертежей.

Полиграфия. Компьютерная графика начала свое распространение с полиграфии. Полиграфия - довольно сложное направление. Даже на поверхностный взгляд работа в полиграфии очень разнообразна: создание визиток, бланков, рекламных листовок, буклетов и плакатов; работа в периодических изданиях (часто имеющих свою специфику). Для реализации этих задач предназначены программы верстки.

Программы верстки страниц дают возможность соединять вместе текстовую и графическую информацию для создания информационных бюллетеней, журналов, брошюр и рекламной продукции. Среди наиболее популярных программ можно выделить Adobe PageMaker и QuarkXPress. Большинство программ верстки страниц используется для компоновки различных элементов на странице, а не для того, чтобы с нуля создавать в них текстовые или графические файлы. Тексты объемных документов, как правило, пишутся (набираются) в системах обработки текстов (текстовых редакторах типа MS Word), а затем импортируются в программы верстки. Графика часто создается в программах черчения (деловой графики) и редактирования изображений, а затем импортируется в программу верстки страниц. Пакеты компьютерной графики для полиграфии позволяют дополнять текст иллюстрациями разного происхождения, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством.

Мультимедиа - это область компьютерной графики, связанная с созданием интерактивных энциклопедий, справочных систем, обучающих программ и интерфейсов к ним.

В отличие от полиграфии, где дизайнер-полиграфист сотрудничает с печатником, дизайнер-мультимедийщик сотрудничает с программистом. Здесь требования к графике уже другие. Так, в полиграфии, например, файлы должны иметь достаточно большое разрешение. В результате размеры файлов могут составлять десятки и даже сотни мегабайтов. В мультимедиа же ограничением служит разрешение экрана монитора и требование минимизации размеров файлов. Здесь контроль за качеством проще, чем в полиграфии, для него достаточно наличие хорошего монитора.

Для работы в этой области наряду с графическими редакторами необходимо знать программы создания мультимедиа, например, Macromedia Director или MS Power Point.

Web-дизайн. Особую значимость изображения приобрели с развитием глобальных компьютерных сетевых технологий. В настоящее время это одна из наиболее бурно развивающихся областей применения компьютерной графики. Требования к созданию изображений для WWW очень противоречивы. С одной стороны, жесткие ограничения по снижению размеров файлов для минимизации времени их передачи по сети, с другой, необходимость сохранения качества передаваемой по сети «картинки». Каждый формат графических изображений, применяемый в WWW, имеет свои особенности: JPEG, например, хорош для фотографий, a GIF - для векторных изображений. К тому же WWW имеет свою область цветового охвата, что необходимо учитывать при создании изображений [9].

ЗВ-графика и компьютерная анимация - это еще одно широкое и по-своему сложное направление, особый мир. 3D-графика - это создание искусственных предметов и персонажей, их анимация и совмещение с реальными предметами и интерьерами. На сегодняшний день определилось несколько перспективных направлений ее использования. Во-первых, широкое применение ЗО-графика находит в индустрии компьютерных игр. Анимационные заставки, интерфейсы и персонажи компьютерных игр создаются в программах 3D-графики. Другая область применения 3D-графики - телевизионная реклама и оформление телевизионных каналов. В-третьих, многие архитекторы и дизайнеры используют ЗВ-графику для построения макетов зданий и трехмерных моделей архитектурных памятников, которых еще не существует в природе.

Освоение 3D-графики требует немало времени и мощных системных ресурсов. Чтобы результат выглядел фотореалистично, необходимо освоить не только 3D-моделирование, но и уметь правильно осветить сцену, найти хороший ракурс камеры, подобрать материалы и текстуры. Все это существенно влияет на качество графики.

Видеомонтаж можно условно разделить на два направления: спецэффекты в кино и подготовка телевизионных передач.

Спецэффекты в кино - это то, что мы видим или не видим на экране, начиная с простого «стирания» страховок и прочих вспомогательных элементов в трюковых кадрах и заканчивая совмещением виртуальных пейзажей с живыми актерами.

Подготовка телевизионных передач - быстроразвивающаяся область, сходная с созданием спецэффектов в кино, но ограниченная более сжатыми временными сроками. В качестве примера можно взять любой молодежный музыкальный канал.

Видеомонтаж отличается от других направлений компьютерной графики тем, что манипулирует «живыми» картинками и использует свою технологию работы. На сегодняшний день одной из наиболее популярных программ, используемых в этой области компьютерной графики, является Adobe Premier.

САПР и инженерная графика. Программы САПР (или CAD -computer-aided design) представляют собой векторные программные средства, которые нашли широкое применение в различных сферах человеческой деятельности.

Одно из главных применений составляет их использование в различных областях инженерной конструкторской деятельности - от проектирования микросхем до создания самолетов.

Другой важной областью применения САПР является архитектура. Так, фирма McDonald’s уже с 1987 года использует машинную графику для архитектурного дизайна, размещения посадочных мест, планирования помещений и проектирования кухонного оборудования. Использование машинной графики позволяет визуально воспроизводить двухмерные изображения и трехмерные модели.

САПР используется и в медицине. Например, автоматизированное проектирование имплантатов, особенно для костей и суставов, позволяет минимизировать необходимость внесения изменений в ходе операции, что сокращает время пребывания на операционном столе (результат положительный как с точки зрения пациента, так и с точки зрения врача).

Среди программ моделирования под Windows безусловным лидером является программа AutoCAD фирмы Autodesk. Это мощная система машинного проектирования, которую иногда рассматрива ют как электронный кульман, позволяющий реализовать основные операции по созданию и редактированию линий, дуг и текста; синтезировать 2D- и 3D-модели; автоматизировать решения многих задач, возникающих в процессе проектирования; адаптировать и настроить систему на конкретные приложения, создавая собственные сценарии и макрокоманды.

Такая программа даже способна помочь сформировать бюджет крупных архитектурных и инженерных проектов.

Особенностью компьютерных программ данного типа (за исключением AutoCAD) является их предметная направленность. Поэтому их использование предусматривает знание не только основ компьютерной графики, но и самого предмета проектирования. Поэтому программы класса CAD довольно сложны в освоении и использовании.

Деловая графика. Расчетные и статистические данные удобно представлять в виде схем, диаграмм, гистограмм и графиков. Различают следующие виды деловой графики:

- гистограмма — группа столбцов, пропорциональных по высоте определенным числовым значениям;
- круговая диаграмма - секторы круга, углы которых пропорциональны элементам данных;
- линейный график - отображение исходных величин в виде точек, соединенных отрезками прямых линий;
- временная диаграмма - последовательность операций или процессов определенной длительности (измерение динамических процессов);
- структурная схема - представление сложных объектов в виде дерева или графа;
- круговая гистограмма - представление относительных величин объектов, которым на изображении сопоставляются размеры и расположение кругов в прямоугольной системе координат.

Из числа средств прикладного программного обеспечения общего назначения графическое представление данных лучше всего развито в электронных таблицах и системах управления базами данных (СУБД).

Научная графика. Компьютерная графика представляет значительный интерес для научных исследований. В частности она выступает как средство формирования научной документации с исполь зованием специальной нотации - математических знаков, индексов, шрифтов и т. п. В последнее время ученые чаще стали обращаться к имитационному моделированию на компьютере, позволяющему воссоздать в видимой форме то, что иногда в принципе нельзя увидеть глазами: распределение поля температур на поверхности другой планеты, напряжений внутри слитка металла, строение сложной органической молекулы и т. д. Для этих целей используют специальные математические пакеты, например, Matlab, Mathcad, Maple, оснащенные элементами компьютерной графики.

Распространение компьютерной графики началось с полиграфии. Но вскоре она вырвалась из тесных помещений типографий на простор широкого применения. Огромную популярность завоевали компьютерные игры, научная графика и фильмы. Сейчас без развитой и изощренной графики не обходится ни один фантастический фильм, ни одна компьютерная игрушка. Создаются изображения настолько реальные, что трудно поверить в то, что все это создано на компьютере. Мощнейшие машины и талантливейшие команды математиков, программистов и дизайнеров работают над этим. Ни один приличный доклад в сфере бизнеса не обходится сейчас без компьютерной презентации.

Из простого перечисления областей применения видно, что понятие компьютерной графики довольно обширно — от алгоритмов, рисующих на экране причудливые узоры, до мощных пакетов ЗD-графики и программ, имитирующих классические инструменты художника. Иными словами, компьютерная графика не является простым рисованием при помощи компьютера, а представляет собой довольно сложный комплекс, который находит применение во многих областях человеческой деятельности:

ЗD-графика и компьютерная анимация;

САПР и деловая графика;

Сферы применения компьютерной графики чрезвычайно разнообразны. Каждый ее раздел имеет свои отличительные особенности и тонкости «технологического производства». Для каждого из них создано свое программное обеспечение, включающее разнообразные специальные программы (графические редакторы). Вне зависимости от области использования каждый графический редактор, как правило, должен иметь:

● инструменты рисования на компьютер;

● библиотеку готовых изображений;

● а также быть совместимым с другими графическими программами.

Остановимся на некоторых характерных чертах, присущих отдельным областям компьютерной графики, попутно затрагивая используемые в них программные средства.

Полиграфия

Компьютерная графика начала своё распространение с полиграфии. Полиграфия –довольно сложное направление, требующее от работающего в этой области наибольшей широты знаний. Даже на поверхностный взгляд работа в полиграфии довольно разнообразна: создание визиток, бланков, рекламных листовок, буклетов и плакатов; работа в периодических изданиях (часто имеющих свою специфику). Для реализации этих задач предназначены специальные программы верстки.

Программы верстки дают возможность соединять вместе текстовую и графическую информацию для создания информационных бюллетеней, журналов, брошюр и рекламной продукции. Среди наиболее популярных программ можно выделить Adobe PageMaker и QuarkXPress. Большинство программ верстки страниц используется для компоновки различных элементов на странице, а не для того, чтобы с нуля создавать в них текстовые или графические файлы. Тексты объёмных документов, как правило, пишутся (набираются) в системах обработки текстов (текстовых редакторах типа MS Word), а затем импортируются в программы верстки. Графика часто создаётся в программах черчения (деловой графики) и редактирования изображений, а затем импортируется в программу верстки страниц. Хотя все основные программы верстки страниц обладают примерно одними и теми же возможностями, свою популярность они завоевали по разным причинам. Например, PageMaker традиционно считается самым лёгким в использовании продуктом среди программ верстки страниц, в первую очередь из-за того, что в нём использован визуальный образ, знакомый большинству художников и дизайнеров. Конкурент и аналог PageMaker – QarkXPress – обычно используется для компьютеров на платформе Macintosh. Пакеты компьютерной графики для полиграфии позволяют дополнять текст иллюстрациями разного происхождения, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством.

Мультимедиа

Мультимедиа – это область компьютерной графики, связанная с созданием интерактивных энциклопедий, справочных систем, обучающих программ и интерфейсов к ним.

В отличие от полиграфии, где дизайнер-полиграфист сотрудничает с печатником, дизайнер-мультимедийщик сотрудничает с программистом. Здесь требования к графике уже другие. Так, в полиграфии, например, файлы должны были иметь достаточно большое разрешение. В результате размеры файлов могут составлять десятки и даже сотни мегабайтов. В мультимедиа же ограничением служит разрешение экрана монитора и требование минимизации размеров файлов. Здесь контроль за качеством проще, чем в полиграфии, для него достаточно хорошего монитора.

Для работы в этой области наряду с графическими редакторами необходимо знать программы создания мультимедиа- например Macromedia Director или MS Power Point . В создании новых версий презентационных пакетов можно отметить тенденцию всё более полного использования мультимедиа-возможностей и Интернета. Эти программы допускают удобный импорт видео- и звуковых файлов, в них предусмотрены средства анимации диаграмм.

World Wide Web ( WWW )

Важным событием в жизни общества стало появление глобальной сети Internet . Сейчас происходит бурное развитие этой сети. Возрастают мощности каналов передачи данных, совершенствуются способы обмена и обработки информации. Сеть Internet используют всё больше людей в разных странах. Это способ общения людей, обмена информацией, сближения языков, распространения идей, новое пространство для бизнеса и т.п. Важное место в Internet занимает компьютерная графика. Всё больше совершенствуются способы передачи визуальной информации, разрабатываются более совершенные графические форматы, ощутимо желание использовать трёхмерную графику, анимацию, весь спектр мультимедиа.

Требования к созданию изображений для WWW очень противоречивы. С одной стороны, жёсткие ограничения по снижению размеров файлов для минимизации времени их передачи в сети, с другой - необходимость сохранения качества передаваемой по сети "картинки". Каждый формат графических изображений, применённый в WWW , имеет свои особенности: JPEG , например, хорош для фотографий, а GIF – для векторных изображений. К тому же WWW имеет свою область цветового охвата, что необходимо учитывать при создании изображений.

3 D -графика и компьютерная анимация

Это ещё одно широкое и по-своему сложное направление, особый мир. 3 D -графика – это создание искусственных предметов и персонажей, их анимация и совмещение с реальными предметами и интерьерами. В настоящий день определилось несколько перспективных направлений её использования.

● Широкое применение 3 D - графика находит в индустрии компьютерных игр. Анимационные заставки, интерфейсы и персонажи компьютерных игр создаются в программах 3 D - графики.

● Другая область применения 3 D - графики–телевизионная реклама и оформление телевизионных каналов.

● Многие архитекторы и дизайнеры используют 3 D - графику для построения макетов зданий и трёхмерных моделей архитектурных памятников, которых ещё не существует в природе.

Освоение 3 D - графики требует немало времени и мощных системных ресурсов. Чтобы результат выглядел фотореалистично, необходимо освоить не только 3 D -моделирование, но и уметь правильно осветить сцену, найти хороший ракурс камеры, подобрать материал и текстуры. Всё это существенно влияет на качество графики.

САПР и деловая графика

Системы автоматизированного проектирования были исторически первыми интерактивными системами (САПР - английская аббревиатура CAD - Computer Aided Design ), которые появились в 60-х годах. Они представляют собой значительный этап эволюции компьютеров и программного обеспечения. В системе интерактивной K Г пользователь воспринимает на дисплее изображение, представляющее некоторый сложный объект и может вносить изменения в описание (модель) объекта (рис. 1.2). Такими изменениями могут быть как ввод и редактирование отдельных элементов, так и задание числовых значений для любых параметров, а также другие операции по вводу информации на основе восприятия изображений.

Рис. 1.2. Модель интерактивной компьютерной графики

Системы типа САПР активно используются во многих областях, например, в машиностроении и электронике. Одними из первых были созданы САПР для проектирования самолетов, автомобилей, системы для разработки микроэлектронных интегральных схем, архитектурные системы и т.п. Такие системы сначала функционировали на довольно больших компьютерах. Потом получили распространение быстродействующие компьютеры среднего класса с развитыми графическими возможностями — графические рабочие станции. С возрастанием мощностей персональных компьютеров все чаше САПР начали использовать на дешевых массовых компьютерах, которые сейчас имеют достаточное быстродействие и объемы памяти для решения многих задач. Это привело к широкому распространению систем САПР.

● Одно из главных применений составляет их использование в различных областях инженерной конструкторской деятельности – от проектирования микросхем до создания самолётов.

● Другой важной областью применения САПР является строительство и архитектура.

● САПР используется и в медицине. Например, автоматизированное проектирование имплантантов, особенно для костей и суставов, позволяет минимизировать необходимость внесения изменений в ходе операции, что сокращает время пребывания на операционном столе (результат положительный как с точки зрения пациента, так и с точки зрения врача).

Геоинформационные системы (ГИС)

Сегодня становятся все более популярными. Это относительно новая для массовых пользователей разновидность систем интерактивной компьютерной графики. Они интегрируют методы и технологии разнообразных областей - баз данных, геодезии, картографии, космонавтики, навигации и, конечно, компьютерной графики. Известны такие системы, как ArcGIS , AutoCAD Map , Maplnfo . Пример отечественных систем — ГИС "ОКО", "Визиком-Киев".

Системы типа ГИС могут использовать значительные ресурсы компьютерных систем как в плане работы с базами данных, так и для визуализации объектов, находящихся на поверхности Земли. Причем визуализацию необходимо делать с разными степенями детализации — как для Земли в целом, так и в границах отдельных участков.

Типичными для любой ГИС являются такие операции — ввод и редактирование объектов с учетом их расположения на поверхности Земли, формирование разнообразных цифровых моделей, запись в базы данных, выполнение разнообразных запросов к базам данных Важной функцией ГИС является анализ пространственных, топологических отношений множества объектов, расположенных на какой-то территории. Одной из функций также является спутниковая GPS -навигация.

В век информационных технологий, компьютерной графики широко распространена во всем мире. Почему он так популярен? Где он используется? И вообще, что такое компьютерная графика? Давайте посмотрим!

Компьютерная графика: что это?

Самый простой способ-это наука. Кроме того, это один из разделов информатики. Он изучает способы обработки и форматирования графических изображений с помощью компьютера.

Уроки компьютерной графики сегодня есть в школах и в высших учебных заведениях. И сегодня трудно найти область, где она не будет востребована.

Вам будет интересно: Как увеличить ФПС в КС ГО? Руководство для молодых игроков

На вопрос: "Что такое компьютерная графика?" - ответ заключается в том, что это одна из многих областей информатики и, кроме того, является одним из самых молодых: она существует уже около сорока лет. Как и любая другая наука, она имеет свой специфический предмет, цель, методы и задачи.

Какие задачи компьютерной графики?

Если мы рассмотрим в этом разделе информатики в самом широком смысле, то можно увидеть, что средствами компьютерной графики позволяют решать следующие три задачи:

1) переводить словесное описание графического изображения.

2) проблема распознавания образов, то есть рисунок в описании.

3) редактирования графических изображений.

Направление компьютерной графики

Вам будет интересно: Как оцифровать пленку в домашних условиях? Пленочный сканер для оцифровки пленки

Несмотря на то, что сфера этой области компьютерных наук, несомненно, чрезвычайно широк, можно выделить основные направления компьютерной графики, где она стала важнейшим средством решения возникающих проблем.

Во-первых, иллюстративный направлении. Это самый широкий из всех, так как охватывает задачи, начиная от простой визуализации данных до создания анимационных фильмов.

Во-вторых, развивающиеся направление: компьютерная графика, темы и возможности, которые безграничны, позволяет расширять и совершенствовать свои навыки.

В-третьих, исследовательского направления. Он включает в себя изображение абстрактных понятий. То есть, использование компьютерной графики, направленных на создание имиджа, что не имеет физического аналога. Почему? Как правило, для того чтобы показать модель для наглядности или чтобы отслеживать изменения в параметрах и настроить их.

Какие существуют виды компьютерной графики?

Еще раз: что такое компьютерная графика? Это раздел информатики, изучающий способы и средства обработки и создания графических изображений с помощью техники. Существует четыре вида компьютерной графики, несмотря на то, что для обработки изображений с помощью компьютера существует много различных программ. Это растровая, векторная, фрактальная и 3D графика.

Каковы их отличительные особенности? Во-первых, виды компьютерной графики отличаются принципами изображения при отображении на бумаге или экране монитора.

Растровая графика

Основным элементом растрового изображения или иллюстрации точки. При условии, что картинка на экране, то точка называется пиксель. Каждый пиксел изображения имеет собственные параметры: цвет и размещение на холсте. Конечно, что чем меньше размер пикселей, и чем больше число, тем лучше картинка выглядит.

Главная проблема растровых изображений больших объемов данных.

Вторым недостатком растровой графики является необходимость увеличить изображение, чтобы увидеть детали.

Кроме того, при сильном увеличении происходит пикселизация изображения, то есть ее деления на пиксели, что значительно искажает картину.

Векторная графика

Основным элементом векторной графики является линия. Разумеется, в растровой графике тоже есть линии, но они рассматриваются как набор точек. И векторной графики, все нарисовано, представляет собой набор строк.

Этот вид компьютерной графики является идеальным для хранения высокоточных изображений, таких как, например, чертежи и схемы.

Информация в файле хранится не в виде графического изображения, а координаты точек, через которые программа воссоздает образ.

Соответственно, для каждой точки линии зарезервировано одну из ячеек памяти. Следует отметить, что в векторной графике объем памяти, занимаемый одним объектом остается постоянным и не зависит от ее размера и длины. Почему это происходит? Потому что линия в векторной графике определяется несколькими параметрами, или, проще говоря, формула. Что бы мы делали с ним в будущем, в ячейке памяти будут меняться только параметры объекта. Количество ячеек памяти останется прежним.

Таким образом, можно сделать вывод, что векторные файлы по сравнению с растрового изображения требует намного меньше памяти.

Трехмерная графика

3D-графики, или графики, изучает методы и приемы разработки трехмерных моделей объектов, которые максимально соответствующие реальным. Эти изображения можно рассматривать со всех сторон.

Гладкая поверхность и различные графические формы используются для создания объемных иллюстраций. С их помощью художник сначала создает каркас будущего объекта, а затем поверхность покрывают такими материалами, которые визуально похожи на реальные. Далее делаем тяжести, легкости, свойства атмосферы и другие параметры пространства, в котором находится объект. Затем, при условии, что объект движется, установить траекторию и скорость.

Фрактальная графика

Фракталом называется фигура, состоящая из одинаковых элементов. Большое количество изображений фракталов. Например, снежинка Коха, множество Мандельброта, треугольник Серпинского и дракон Хартера-Hatchee.

Фрактальный рисунок можно создать, используя любой алгоритм, или автоматическое создание изображения путем вычисления по заданным формулам.

Изменение изображения происходит при внесении изменений в структуру алгоритма или изменение коэффициентов в Формуле.

Главным преимуществом фрактальной графики является то, что файл изображения сохраняются только формулы и алгоритмы.

Применение компьютерной графики

Однако, следует отметить, что выделение этих направлений весьма условно. Кроме того, он может быть детализирован и расширен.

Итак, перечислим основные направления компьютерной графики:

3) отображения визуальной информации;

4) создание пользовательского интерфейса.

Применяется компьютерная графика?

В инженерном программировании, широко использована трехмерная компьютерная графика. Информатика в первую очередь пришли на помощь инженеров и математиков. С помощью трехмерной графики является моделирование физических объектов и процессов, например в анимации, компьютерных игр и кино.

Растровая графика широко используется в разработке дизайна печатных и мультимедийных изданий. Очень редко иллюстрации, которые готовятся с помощью растровой графики, созданные с помощью компьютерных программ вручную. Часто с этой целью я использую отсканированные изображения, которые художник сделал на фото или бумагу.

В современном мире широко используются цифровые фото-и видеокамеры для ввода растровых изображений в компьютер. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровой графикой, которые не ориентированы на создание изображений, а также редактирования и обработки.

Растровое изображение, используемое в Интернете в том случае, если есть необходимость передать цветовую гамму.

Но программ для работы с векторной графикой, наоборот, наиболее часто используется для создания иллюстраций, если для обработки. Такие инструменты часто используются в издательских домов, редакций, дизайн-студий и рекламных агентств.

Средствами векторной графики намного проще решать вопросы и дизайн, который основан на использовании простых элементов и шрифтов.

Несомненно, есть примеры векторных художественных произведений, но они являются скорее исключением, чем правилом, по той простой причине, что подготовка иллюстраций EPS векторные графики крайне сложно.

Автоматическое создание изображений с помощью математических вычислений для создания программных средств, которые работают с графикой факториал. Это в программирование, а не дизайн или живопись-это создание композиции факториал. График факториала редко используется для создания печатных и электронных документов, но ее часто используют в развлекательных целях.

Читайте также: