Основные понятия компьютерной графики

Тема 5. Компьютерная графика.

1. Основные понятия компьютерной графики.

2. Форматы графических файлов

3. Представление изображения в цифровом виде.

3. Современные графические редакторы.

Компьютерная графика – область деятельности, связанная с созданием и обработкой цифровых изображений.

Зачем нужна компьютерная графика? Информация в компьютерах представлена в дискретном виде, то есть с помощью цифровых кодов. Следовательно, компьютер не может обрабатывать непрерывное реальное изображение, которое имеет бесконечно большое количество элементов визуальной информации. Выход состоит в том, чтобы вместо реального изображения хранить его модель. Таким образом, цифровое изображение – это модель реального изображения, хранящаяся в памяти компьютера.

Модель представляет собой несколько упрощенное представление реального объекта. Близость описания к исходному объекту характеризует качество модели, то есть ее адекватность. Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество программ, различают три вида моделей:

1. векторная модель;

2. растровая модель:

3. фрактальная модель.

На основе данных моделей построено большинство современных графических редакторов – векторных и растровых.

Рассмотрим кратко основные модели.

Векторная модель цифрового изображения представляет собой список параметров, математически определяющих объекты (графические примитивы), составляющие синтезированное цифровое изображение.

В векторной модели параметры объектов хранятся в виде линейного списка, называемого в математике вектором. Данная модель удобна для представления чертежей, графиков, простых рисунков, то есть в случае, когда изображение легко составляется из типовых элементов. В векторной модели базовым элементом является линия. Программные средства для работы с векторной графикой предназначены в первую очередь для создания изображений и в меньшей степени для их обработки.

Достоинства векторной модели:

· компактность (хранятся лишь параметры примитивов). При визуализации изображения остальные элементы, составляющие изображение объекта, вычисляются на основании уравнений;

· легкость модификации. Для изменения размера изображения достаточно изменить отдельные параметры (координаты, радиус и т.п.);

· качество визуализации не зависит от масштаба изображения.

Недостатки векторной модели:

· зависимость времени визуализации от сложности и количества объектов, составляющих изображение. Чем сложнее изображение, тем дольше оно рассчитывается и воспроизводится на экране;

· невозможность адекватно описать реальное изображение (например, фотографию человека), поскольку очень много времени потребуется, чтобы разложить изображение на графические примитивы. Модель получится громоздкая и неточная.

Растровая модель цифрового изображения представляет собой прямоугольную матрицу геометрически одинаковых неделимых элементов, каждый из которых хранит в цифровом виде информацию о соответствующем участке изображения.

Одинаковые неделимые элементы цифрового изображения, составляющие его растровую модель, называются пикселями. Растровые рисунки образуются набором точек – пикселов.

К достоинствам растровой графики следует отнести высокое качество изображения, реалистичность, документальность.

Недостатки растровой графики:

· большой объем файла;

· существенные геометрические искажения изображаемого объекта при масштабировании.

Фрактальная модель – это модель, основанная на математических вычислениях. В отличие от векторной графики базовым элементом фрактальной графики является математическая формула, то есть никаких примитивов в памяти компьютера не хранится, а изображение строится исключительно по уравнениям. Особенность фрактальной графики заключается в том, что используемые фигуры самоподобны (одинаковы) Данная модель применяется для создания гор, ландшафта, фантастических пейзажей. Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.

Цифровые изображения, построенные на основе перечисленных моделей, хранятся на электронных носителях в виде файлов, отличающихся друг от друга по своему формату.

Дата добавления: 2014-01-07