Виды компьютерной графики

Виды компьютерной Виды компьютерной графикиграфики

Виды компьютерной Виды компьютерной графикиграфики

Родионова Родионова Елена Петровна Елена Петровна

учитель учитель информатикиинформатики

ГОУ школа №268 ГОУ школа №268 Невского района Санкт-ПетербургаНевского района Санкт-Петербурга

20112011

2

Содержание1. Растровая и векторная графи

ка (урок)

2. Вопросы для повторения

3. Дополнительные сведения о видах компьютерной графики

4. Тест

5. Задачи и задания

Растровая и Растровая и векторная графикавекторная графика

Растровая и Растровая и векторная графикавекторная графика

В меню

4

Два принципа представления изображения в

компьютере

Изображение рассматривается как совокупность точек разного цвета (пикселей).

Пиксель - от англ. pixel – picture element (элемент картинки).

Изображение рассматривается как совокупность простых элементов -графических примитивов: прямых линий, дуг, эллипсов, прямоугольников, закрасок и др.

Растровое Векторное

5

Растровая графика

Цветные точки (пиксели) имеют квадратную форму, упорядочены в строки и столбцы.

Растровая графическая информация – это сведения о расположении и цвете каждого пикселя при выводе на экран.

6

• глубины цвета точек (количества бит для кодирования цвета одной точки),

• размера изображения (в большем размере вмещается больше точек),

• разрешения изображения (при большем разрешении на единицу площади изображения приходится больше точек).

Вывод: большие объемы данных.

Поэтому используют специальные методы сжатия растровой графической информации.

Размер растрового файла зависит от:

7

Векторная компьютерная

графика

Векторная графическая информация – это данные, которые формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр.) и хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

В формулах используются экранные координаты.

8

Начало координат в верхнем левом углу экрана. Ось Х направлена слева направо, ось Y – сверху вниз.

Экранные координаты

9

Кодирование изображения в растровой

и векторной форме

Для примера рассмотрим «маленький монитор» с растровой сеткой размером 10 x 10 и черно-белым изображением.

10

Растровый код (двоичная матрица)

Для кодирования изображения в растровой форме требуется 100 битов (1 бит на пиксель).Необходимо записать двоичный код каждого пикселя.

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 1 0 0

0 0 0 1 0 0 1 0 0 0

0 0 0 1 0 1 0 0 0 0

0 0 0 1 1 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 1 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 1 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

11

Векторный код

Это три линии, описанные координатами своих концов:

• ЛИНИЯ(4,2;4,8)• ЛИНИЯ(5,5;8,2)• ЛИНИЯ(5,5;8,8)

Для цветного изображения указывается еще один параметр – цвет линии

12

Графические редакторы

Векторные: встроенный редактор пакета Microsoft Office, CorelDraw, Adobe Illustrator, Adobe Fireworks, Inkscape и др.

Для создания, редактирования и просмотра графических изображений на компьютере используются графические редакторы.

Растровые: Paint, GIMP, Photoshop и др.

13

Растровые иллюстрацииИллюстрации, выполненные

средствами растровой графики, редко создают вручную. Чаще для этой цели используют сканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии.

14

Чем выше разрешение экрана или качество сканирования тем точнее будет воспроизведено изображение, его цветовые переходы и оттенки. При этом, чем больше количество точек, тем больше размер файла.

Качество изображения

15

Примеры растровой графики

16

Другой способ ввода растровых

изображений

В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры.

17

Работа в растровых редакторах

Большинство графических растровых редакторов, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку.

Несмотря на это, в растровых редакторах можно создавать настоящие художественные произведения.

18

• Черно-белая, (bitmap) – включает в себя только два цвета черный и белый

• Оттенки серого (grayscale) – каждый элемент может иметь один из 256 оттенков серого

Типы цветовых палитр(в зависимости от глубины

цвета):

19

• 8-битный цвет - из всей гаммы цветов, воспринимаемых человеческим глазом, выбираются только 256

• 16-битный цвет – здесь уже используется 65000 цветовых оттенков

• 24-битный цвет, (truecolor) – 16 000 000 оттенков

Цветные палитры

20

Недостаткирастрового

изображения

При увеличении растрового изображения происходит его пикселизация.

Наклонные и кривые линии имеют пилообразную форму

21

Пример масштабирования

22

Растровая графикаДостоинства

• Изображение выглядит реально и естественно (фотографическое качество).

• Возможность редактирования мелких деталей по точкам.

• Изображение наиболее адаптировано для растровых устройств вывода - лазерных принтеров и др.

Недостатки• Занимают большой

объем памяти. • Редактирование

больших изображений требует больших ресурсов компьютера.

• Наклонные и кривые линии имеют пилообразную форму.

• При увеличении размеров изображения, вращении и др. преобразованиях ухудшается качество.

Применение: обработка фотоизображений, художественная графика, реставрационные работы, работа со сканером.

23

Векторные иллюстрации

Изображение строится аналогично аппликации: элементы (графические примитивы) как бы накладываются друг на друга. Потом их можно сгруппировать в один объект.

24

Программные средства для работы с векторнойграфикой предназначены, в первую очередь, длясоздания иллюстраций и в меньшей степени для ихобработки. Такие средства широко используют врекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах.

Работа в векторных редакторах

25

• Растровая графика • Векторная графика

Сравните

26

Масштабирование изображений

Растр

Вектор

27

Вектор Вектор

Масштабирование шрифтов

28

Векторная графикаДостоинства

• Позволяет масштаби-ровать изображение без потери качества.

• Позволяет редактиро-вать отдельные элемен-ты рисунка, не оказывая влияния на остальные.

• Изображения занимают относительно небольшое место в памяти компьютера .

Недостатки • Векторные

изображения выглядят искусственно.

• Меньше оттенков и полутонов чем в растровой графике.

Применение: компьютерная полиграфия, системы компьютерного проектирования, компьютерный дизайн и реклама.

29

Примеры векторной графики

30

ХарактеристикиРастровая графика

Векторная графика

Элементарный объект пиксель (точка)контур и внутренняя

область

Изображениесовокупность

точек (матрица)

совокупность графических примитивов

Фотографическое качество

да нет

Объем памяти очень большойотносительно небольшой

Масштабирование нежелательно да

Группировка и разгруппировка

нет да

Примеры форматов BMP, GIF, JPG, JPEG WMF, EPS

Сравнительная характеристика растровой

и векторной графики

31

Различие в представлении графической информации в растровом и векторном форматах существует лишь для файлов. При выводе на экран любого изображения в видеопамяти формируется информация, содержащая данные о цвете каждого пикселя экрана.

Вывод изображения на экран

В менюВ меню

32

Вопросы для повторения

1. В чем разница между растровым и векторным способами представления изображения?

2. Что такое графические примитивы?

3. Какая информация хранится в файлах растрового типа и в файлах векторного типа?

В меню

33

4. Какой способ представления графической информации экономнее для использования компьютерной памяти?

5. Для чего производится сжатие файлов растрового типа?

6. Как реагируют растровые и векторные изображения на изменение размеров, вращения?

Вопросы для повторения

(продолжение)

В меню

Дополнительные Дополнительные сведения о видах сведения о видах

компьютерной графикикомпьютерной графики

Дополнительные Дополнительные сведения о видах сведения о видах

компьютерной графикикомпьютерной графики

В меню

35

3D графикаЗа элементарный объект

принимается минимальная поверхность - полигон (чаще всего это треугольник).

36

Построение 3D-объектов

37

Примеры 3D графики

38

Визуализация мебели

Использование 3D графики

39

Визуализация интерьеров

40

Проектирование одежды

41

САПР (системы автоматического проектирования)

42

Моделирование процессов

43

Фрактальная графика

как и векторная -вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений). Поэтому в памяти компьютера хранится только формула.

44

Использование фрактальной графики

Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее используют в развлекательных программах.

45

Создание фрактала

46

Фрактальные объекты

47

Примеры фрактальной графики

В меню

ТестТестТестТестПожалуйста, подготовьте Пожалуйста, подготовьте

следующую таблицуследующую таблицу

В меню

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11

12

13

14

15

49

1. Изображения какой графики реалистичны,

обладают высокой точностью передачи градаций цветов и

полутонов?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

50

2. Изображения какой графики можно расчленить на составляющие

элементы?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

51

3. При кодировании какого вида графики в

памяти компьютера хранится формула?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

52

4. Изображения какой графики состоят из

массива точек (пикселей)?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

53

5. Какой вид графики используется для

проектирования интерьера (например, мебели для

кухни)?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

54

6. Элементарным объектом какой

графики является графический примитив?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

55

7. Изображения какой графики

масштабируются без потери качества?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальная

56

8. Файлы какой графики имеют

большой размер?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальн

ая

57

9. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A. РастроваяB. ВекторнаяC. ТрехмернаяD.Фрактальная

58

10. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A. РастроваяB. ВекторнаяC. ТрехмернаяD.Фрактальная

59

11. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.Трехмерна

яD.Фрактальн

ая

60

12. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальна

я

61

13. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальна

я

62

14. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A. РастроваяB. ВекторнаяC. ТрехмернаяD.Фрактальная

63

15. К какой графике вы отнесете следующее

изображение?

A.РастроваяB.ВекторнаяC.ТрехмернаяD.Фрактальна

я

В меню

ЗадачиЗадачи и заданияи заданияЗадачиЗадачи и заданияи задания

В меню

65

№1

По двоичному коду определите, что изображено, цвет изображения и цвет фона.

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

1111 1111 1111 1111 1110 1111 1111 1111 1111

1111 1111 1111 1110 1110 1110 1111 1111 1111

1111 1111 1110 1110 1110 1110 1110 1111 1111

1111 0110 0110 0110 0110 0110 0110 0110 1111

1111 0110 0110 0110 0110 0110 0110 0110 1111

1111 0110 0110 0110 0110 0110 0110 0110 1111

1111 0110 0110 0110 0110 0110 0110 0110 1111

1111 0110 0110 0110 0110 0110 0110 0110 1111

1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111

Рассмотрим маленький монитор сразрешающей способностью 10 х 10 и шестнадцатицветной палитрой.

66

№2 Для изображения

зонтика постройтедвоичную матрицупри условии, чтобитовая глубина

равна1. двум,2. четырем.

Разрешение монитора 10х10

67

№3Получите

растровый код ивекторное описаниедля изображения

букв«Н», «Л», «Т» на черно-белом экране сграфической сеткой размером 8 х 8.

1 2 3 4 5 6 7 8

1

2

3

4

5

6

7

8

68

№4

Для изображения десятичных цифр в стандарте почтового индекса (как пишут на конвертах) получите векторное и растровое представление. Размер растровой сетки 6х11.

69

Задачи1. Какой объем видеопамяти необходим

для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов - 16?

2. Битовая глубина равна 32, видеопамять делится на две страницы, разрешающая способность дисплея - 800 х 600. Вычислить объем видеопамяти.

В меню

70

Список литературы

1. И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова «Информатика. Базовый курс. 8 класс»

2. Задачник-практикум под редакцией И. Семакина, Е. Хеннера

3. http://ragnit-neman.narod.ru/study/gosi/3_22_vidi_komp_grafiki.htm

4. http://de.nspu.ru/file.php/348/books/informat2/color/p14aa1.html

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0