Компьютерная графика. Виды компьютерной графики.

Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х гг. для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных.

Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, — компь­ютерная графика. Она охватывает все виды и формы представле­ния изображений, доступных для восприятия человеком, либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бума­га, кинопленка, ткань и пр.). Без компьютерной графики невоз­можно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. Визуализация данных находит приме­нение в самых разных сферах человеческой деятельности.

Обложки журналов, рекламная печатная продукция, фильмы и мультфильмы, презентации, страницы WWW, моментальные фотографии, компьютерная томография, моделиро­вание тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки — все это области применения компьютерной графики, основу которой составляет работа по созданию цифровых изображений.

Создавать цифровое изображение — это не только ри­совать рисунок при помощи мышки или, например, пера дигитай­зера, но и импортировать (вводить) готовое изображение при помо­щи сканера, цифрового фотоаппарата, видеокамеры и затем работать с ним в окне графической программы — это тоже процесс создания.

Иными словами, компьютерная графика не является простым рисованием при помощи компьютера, а представляет собой доволь­но сложный комплекс, состоящий из двухмерной графики, полигра­фии, Web-дизайна, трехмерной графики 3D, мультимедиа, видео­монтажа, систем автоматизированного проектирования (САПР).

Компьютерная графика — это специальная дисциплина, изучающая автоматизацию процессов подготовки, преобразования, хранения и воспроизведения графической информации с помощью ЭВМ.

Под графической информацией понимаются модели объектов и их изображения.

Интерактивная компьютерная графика — это также использова­ние ЭВМ для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, т. е. предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени.

Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной графики, когда пользователь имеет возможность динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерак­тивных устройств управления, которыми в нашем случае будут яв­ляться панели инструментов графических прикладных программ.

Виды компьютерной графики.

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой, в за­висимости от сферы ее применения, существует великое множество классов программного обеспечения, различают всего три вида ком­пьютерной графики: растровую, векторную и фрактальную.

Это деление зависит от способа формирования изображения в двухмерной графике.

Двухмерная, или 2D графика, — это основа всей компьютерной графики, так как в ней рассматривается формирование изображения на плоскости при отображении на экране монитора или при печати на бумаге. Например, отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве, но, как правило, в ней также сочетаются векторный и растровый способы формирова­ния изображений, поэтому ни один компьютерный художник-ди­зайнер не сможет плодотворно работать без понимания базовых по­ложений двухмерной графики.

Наиболее просто реализовать растровое представление изобра­жения. Растр, или растровый массив, описывает изображения с использованием черно-белых или цветных точек, на­зываемых пикселями, расположенных на сетке.

С точки зрения компьютера растровый рисунок — это совокуп­ность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное состояние) или выключен (нулевое состо­яние). Состояния битов можно использовать для представления цве­тов, соединив на канве несколько битов, можно создать изображе­ние из черно-белых или цветных точек.

При редактировании растровой графики вы редактируете пиксе­ли, а не линии. Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке оп­ределенного размера.

По аналогии с детской мозаикой, в которой, убирая один ма­ленький элемент, можно изменить весь художественный образ, ре­дактирование растровых изображений может повлиять на качество представления изображения. В частности, изменение размеров ра­стровой графики может привести к «разлохмачиванию» краев изоб­ражения, поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке.

Поэтому растровую графику редко применяют для создания изоб­ражения «вручную». Растровые графические программы предназна­чены в первую очередь для обработки готовых изображений: отскани­рованных иллюстраций, фотографий, которые удобно использовать при разработке электронных или полиграфических изданий. Причем вывод растровой графики на устройства с более низким разрешени­ем, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.

Векторная графика описывает изображения с использованием пря­мых и изогнутых линий, называемых векторами, а также пара­метров, описывающих цвета и расположение этих векторов.

При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Вы можете переносить элементы, менять их размер, форму и цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления.

Поэтому программные средства для работы с векторной графи­кой, наоборот, предназначены для создания изображения и в мень­шей степени для их обработки. Такие средства широко используют­ся в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях. Офор­мительские работы, основанные на использовании шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами век­торной графики намного проще. Кроме того, векторная графика не зависит от разрешения, т. е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери каче­ства изображения.

Фрактальная графика основана на математических вы­числениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, т. е. никаких объектов в памяти компью­тера не хранится и изображение строится исключительно по уравне­ниям. Таким способом строят как простейшие регулярные структу­ры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ланд­шафты и трехмерные объекты. Кроме того, фрактальные узоры часто используют в качестве красивых фрактальных заливок в редакторах растровой и векторной графики.

Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображения путем математических расчетов.