КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА, ГОТОВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НОВЫЕ ИДЕЙ И ИННОВАЦИИ НА УРОКЕ

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА, ГОТОВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАТЬ НОВЫЕ ИДЕЙ И ИННОВАЦИИ НА УРОКЕ

Автор: Ержанбек Асылбек преподаватель информатики Алматинского государственного колледжа технологий и флористики, г. Алматы

Описание материала: предлагаю вам тему компьютерная графику, компьютерная графика - это наука, предметом изучения которой является создание, хранение и обработка моделей и их изображений с помощью ЭВМ, т.е. это раздел информатики, который занимается проблемами получения различных изображений рисунков, чертежей, мультипликации на компьютере. В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи: представление изображения в компьютерной графике; подготовка изображения к визуализации; создание изображения; осуществление действий с изображением.

Виды компьютерной графики: Различают три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровый метод - изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художниками, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры.

Векторный метод - это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и дуг и т. д. В данном случае вектор - это набор данных, характеризующих какой-либо объект. Программные средства для работы с векторной графикой предназначены в первую очередь для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики много проще.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. 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 ничего, кроме формулы, хранить не надо.

Компьютерная графика - область информатики, занимающаяся методами создания и редактирования изображений с помощью компьютера. Как правило, изображения на экране компьютера создаются с помощью графических программ. Это растровые и векторные редакторы, программы создания и обработки трехмерных объектов, настольные издательские системы и т.д. Данный урок составлен с целью знакомства учащихся с понятием растровая и векторная компьютерная графика на примере различных графических редакторов. Все компьютерные изображения разделяют на два типа: растровые и векторные.

Интерактивная компьютерная графика - это также использование компьютеров 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. Исторически первыми интерактивными системами считаются системы автоматизированного проектирования (САПР), которые появились в 60-х годах. Они представляют собой значительный этап в эволюции компьютеров и программного обеспечения. В системе интерактивной компьютерной графики пользователь воспринимает на дисплее изображение, представляющее некоторый сложный объект, и может вносить изменения в описание (модель) объекта. Такими изменениями могут быть как ввод и редактирование отдельных элементов, так и задание числовых значений для любых параметров, а также иные операции по вводу информации на основе восприятия изображений. Системы типа САПР активно используются во многих областях, например в машиностроении и электронике. Сейчас становятся все более популярными геоинформационные системы (ГИС). Это относительно новая для массовых пользователей разновидность систем интерактивной компьютерной графики. Они аккумулируют в себе методы и алгоритмы многих наук и информационных технологий. Такие системы используют последние достижения технологий баз данных, в них заложены многие методы и алгоритмы математики, физики, геодезии, топологии, картографии, навигации и, конечно же, компьютерной графики. Системы типа ГИС зачастую требуют значительных мощностей компьютера как в плане работы с базами данных, так и для визуализации объектов, которые находятся на поверхности Земли.

История развития компьютерной (машинной) графики. Компьютерная графика насчитывает в своем развитии не более десятка лет, а ее коммерческим приложениям - и того меньше. Андриес ван Дам считается одним из отцов компьютерной графики, а его книги - фундаментальными учебниками по всему спектру технологий, положенных в основу машинной графики. Также в этой области известен Айвэн Сазерленд, чья докторская диссертация явилась теоретической основой машинной графики. До недавнего времени экспериментирование по использованию возможностей интерактивной машинной графики было привилегией лишь небольшому количеству специалистов, в основном ученые и инженеры, занимающиеся вопросами автоматизации проектирования, анализа данных и математического моделирования. Теперь же исследование реальных и воображаемых миров через «призму» компьютеров стало доступно гораздо более широкому кругу людей.

Растровая графика. Растровые графические изображения формируются в процессе сканирования существующих на бумаге или фотопленке рисунков и фотографий, а также при использовании цифровых фото- и видеокамер. Можно создать растровое графическое изображение непосредственно на компьютере с использованием графического редактора. Растровое изображение создается с использованием точек различного цвета пикселей, которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель может принимать любой цвет из палитры, содержащей десятки тысяч или даже десятки миллионов цветов, поэтому растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи цветов и полутонов. Качество растрового изображения возрастает с увеличением пространственного разрешения количества пикселей в изображении по горизонтали и вертикали и количества цветов в палитре. Один из наиболее широко распространенных режимов работы монитора компьютера позволяет выводить растровое изображение с разрешающей способностью 1024 точки в горизонтальной, строке и 768 строк по вертикали.

Растровые изображения - очень чувствительны к масштабированию увеличению или уменьшению. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется чёткость мелких деталей изображения. При его увеличении увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть.

Векторная графика. Векторные графические изображения используются для хранения высокоточных графических объектов (чертежей и схем), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров. Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и других), которые называются графическими примитивами. Для каждого примитива задаются координаты, а также цвет.

Достоинством векторной графики - является то, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, так как масштабирование изображений производится с помощью простого умножения координат точек графических примитивов на коэффициент масштабирования это пример векторного изображения. Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы графические редакторы. Графические редакторы можно использовать для просмотра и редактирования готовых изображений, а также для создания рисунков и чертежей с использованием мыши или графического планшета.

Графический редактор - это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений. Графические редакторы можно разделить на две категории: растровые и векторные.

Растровые графические редакторы - являются наилучшим средством обработки цифровых фотографий и отсканированных изображений, поскольку позволяют повышать их качество путем изменения цветовой палитры изображения и даже цвета каждого отдельного пикселя. Можно повысить яркость и контрастность старых или некачественных фотографий, удалить мелкие дефекты изображения (например, царапины), преобразовать черно-белое изображение в цветное и так далее.

Кроме того, растровые графические редакторы можно использовать для художественного творчества путем использования различных эффектов преобразования изображения. Обычную фотографию можно превратить в мозаичное панно, рисунок карандашом или углем, рельефное изображение и другие. Среди растровых графических редакторов есть простые, например Paint - стандартное приложение операционной системы Windows и мощные профессиональные графические системы, например Adobe PhotoShop.

Векторные графические редакторы - используются для создания рисунков, схем и чертежей с помощью графических примитивов. Векторный графический редактор можно рассматривать как графический конструктор, который позволяет строить изображение из отдельных объектов графических примитивов. Простой векторный графический редактор Microsoft Graph входит в состав Microsoft Office, для черчения графиков, чертежей и и схем можно использовать систему компьютерного черчения КОМПАС, среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространена Corel Draw. Векторное изображение легко редактировать, так как каждый графический примитив существует как самостоятельный объект. Можно без потери качества изображения перемещать этот объект, изменять его размеры, цвет и прозрачность.

Слои объектов. Каждый графический примитив рисуется в своем слое, поэтому рисунки состоят из множества слоев. Графические примитивы можно накладывать друг на друга, при этом одни объекты могут заслонять другие. Существует в некоторых редакторах возможность изменения видимости объектов путем изменения порядка размещения слоев на рисунке. Для этого используются операции изменения порядка, которые позволяют перемещать выделенный объект на передний план в самый верхний слой рисунка или на задний план самый нижний слой рисунка, а также на один слой вперёд или назад. Для каждого объекта слоя рисунка можно задать степень прозрачности в процентах от 0 до 100. При нулевой прозрачности слоя объект, нарисованный на слое, лежащем ниже, виден не будет. Наоборот, при стопроцентной прозрачности он будет виден полностью.

Группировка объектов. В векторном редакторе отдельные графические примитивы можно преобразовать в единый объект сгруппировать. С этим новым объектом можно производить те же действия, что и с графическими примитивами, то есть перемещать объект, изменять его размеры, цвет и другие параметры. Можно и, наоборот, разбить объект, состоящий из нескольких объектов, на самостоятельные объекты разгруппировать.