
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные понятия………………………………………………….……………….6
- •Глава 2. Координаты и преобразования…………………………………………………...13
- •Глава 3. Растровая графика. Базовые растровые алгоритмы……………………… 37
- •Глава 4. Векторная графика…………………………………………………………….…..78
- •Глава 5. Фрактальная графика……………………………………………………………..91
- •Глава 6. Цветовые модели компьютерной графики………………………………….…97
- •Глава 7. Методы и алгоритмы построения сложных трехмерных объектов……. 137
- •Глава 9. Архитектуры графических систем …………………………………………. 181
- •Глава 10. Стандартизация в компьютерной графике……………………………….….189
- •Глава 11. Форматы графических файлов……………………………………………..…205
- •Глава 1. Основные понятия
- •1.1 Разновидности компьютерной графики
- •Полиграфия
- •Мультимедиа
- •Сапр и деловая графика
- •Геоинформационные системы (гис)
- •1.2. Принципы организации графических программ
- •Растровые программы
- •Векторные программы
- •Фрактальные программы
- •Глава 2. Координаты и преобразования
- •2.1 Координатный метод
- •2.1.1. Преобразование координат
- •Однородные координаты и матричное представление двумерных преобразований
- •Композиция двумерных преобразований
- •Композиция трехмерных преобразований
- •Преобразование объектов
- •Преобразование как изменение систем координат
- •2.1.2 Аффинные преобразования на плоскости
- •Проекции
- •Мировые и экранные координаты
- •Основные типы проекций
- •Глава 3. Растровая графика. Базовые растровые алгоритмы
- •3.1 Растровые изображения и их основные характеристики
- •Вывод изображений на растровые устройства
- •Методы улучшения растровых изображений
- •Диагональное расположение ячеек 5x5
- •Диагональные структуры: а - сдвиг строк ячеек, б - ячейки другого типа
- •Набор чм-ячеек 5x5
- •3.4. Базовые растровые алгоритмы Алгоритмы вывода прямой линии
- •Инструменты растровых графических пакетов
- •Преимущества и недостатки растровой графики
- •Глава 4. Векторная графика
- •Средства создания векторных изображений
- •Сравнение механизмов формирования изображений в растровой и векторной графике
- •Структура векторной иллюстрации
- •Математические основы векторной графики
- •Элементы (объекты) векторной графики
- •Достоинства и недостатки векторной графики
- •Глава 5. Фрактальная графика
- •Математика фракталов. Алгоритмы фрактального сжатия изображений
- •Обзор основных фрактальных программ
- •Глава 6. Цветовые модели компьютерной графики
- •6.1 Элементы цвета
- •Свет и цвет
- •Физическая природа света и цвета
- •Излученный и отраженный свет
- •Яркостная и цветовая информация
- •Цвет и окраска
- •Характеристики источника света
- •Стандартные источники
- •Особенности восприятия цвета человеком
- •Цветовой и динамический диапазоны
- •Типы цветовых моделей
- •Аддитивные цветовые модели
- •Субтрактивные цветовые модели
- •Перцепционные цветовые модели
- •Системы соответствия цветов и палитры
- •Триадные и плашечные цвета
- •Цветовые режимы
- •Глава 7. Методы и алгоритмы построения сложных трехмерных объектов
- •Модели описания поверхностей
- •Аналитическая модель
- •Векторная полигональная модель
- •Воксельная модель
- •Равномерная сетка
- •Неравномерная сетка. Изолинии
- •7.2. Визуализация трехмерных объектов
- •Каркасная визуализация
- •Показ с удалением невидимых точек
- •Глава 8. Реалистическое представление сцен
- •Закрашивание поверхностей
- •Модели отражения света
- •Вычисление нормалей и углов отражения
- •Метод Гуро
- •Метод Фонга
- •8.4. Имитация микрорельефа
- •Трассировка лучей
- •Анимация
- •Глава 9. Архитектуры графических систем
- •Суперстанции
- •Компоненты растровых дисплейных систем
- •Подходы к проектированию графических систем
- •Графические системы на базе сопроцессора i82786
- •Графические системы из набора сверх больших интегральных схем (сбис)
- •Растровый графический процессор dp-8500
- •Графические системы на универсальном процессоре
- •Высокоскоростные графические системы
- •Рабочие (супер)станции с использованием универсального вычислителя
- •Глава 10. Стандартизация в компьютерной графике
- •Международная деятельность по стандартизации в машинной графике
- •Классификация стандартов
- •Графические протоколы
- •Аппаратно-зависимые графические протоколы
- •Языки описания страниц
- •Аппаратно-независимые графические протоколы
- •Проблемно-ориентированные протоколы
- •Глава 11. Форматы графических файлов
- •11.1 Векторные форматы
- •11.2 Растровые форматы
- •11.3 Методы сжатия графических данных
- •11.4 Преобразование файлов из одного формата в другой
- •Глава 12. Технические средства кг (оборудование кг)
- •12.1 Видеоадаптеры
- •Манипуляторы
- •Оборудование мультимедиа
- •Мониторы
- •Видеобластеры
- •Периферия
- •Принтеры
- •Имиджсеттеры
- •Плоттеры
- •Звуковые карты
- •Сканеры
- •Секреты графических планшетов (дигитайзеров)
- •Цифровые фотоаппараты и фотокамеры
- •Литература
Системы соответствия цветов и палитры
Как уже отмечалось ранее при рассмотрении цветовых моделей, каждая из них
характеризуется собственным цветовым охватом. Это приводит к тому, что часть цветов, используемых в технологии многослойной печати, не может быть точно отображена на экране монитора. Кроме того, на воспроизведение цвета на экране монитора влияет множество других факторов: условия освещенности, срок эксплуатации, точность его настройки. Поэтому нельзя выбирать нужный нам цвет непосредственно на экране дисплея.
С целью повышения точности воспроизведения цвета на этапе печати в современ- ные графические программы включены системы сопоставления цветов и палитры, которые предоставляют в ваше распоряжение еще один способ назначения
цветов, альтернативный цветовым моделям.
Системы соответствия цветов
Для упрощения процедуры идентификации цвета ведущими фирмами,
специализирующимися в области полиграфии и производстве красителей, были созданы системы соответствия цветов.
Система соответствия цветов включает в себя набор следующих основных компонентов:
Эталонные таблицы (атласы или каталоги) цветов, содержащихся в одноименных палитрах.
Электронные палитры (или просто палитры).
Специальные программные и аппаратные средства для калибровки устройств
вывода.
Назначение эталона
Эталонные таблицы предоставляют собой набор цветов (образцов), которые могут быть адекватным образом отображены в процессе печати на соответствующей им бумаге.
Изготовление эталона тщательно контролируется с целью минимизации вариаций цветов. Каждому цвету присваивается свое уникальное имя и указывается тип пигмента
или состав смеси из различных пигментов, необходимых для его реализации. Указывается также идентифицированный с данным пигментом тип бумаги. В дополнение к этой таблице, используемой как справочник, пользователь получает образцы цветов, которые можно вырезать и прикрепить к изображению. Благодаря этим образцам система обеспечивает точный визуальный контроль соответствия того, что мы видим на экране, с тем, что мы получим на печати. Типичными примерами атласов цветов (или, как их еще называют, цветовых образцов) являются каталоги фирм TRUMATCH и Pantone, известные под названиями Colorfinder и Process Color Guide (рис. 6.31).
Рис. 6.31. Примеры оформления эталонных образцов цветов фирм TRUMATCH и Pantone
Вы можете выбрать из них нужные вам цвета, затем определить соответствующее им процентное содержание каждого из компонентов CMYK-модели и быть уверенными, что они точно отобразятся при печати (даже если цвет на экране не соответствует цвету выбранного вами образца).
Каждая из рассмотренных систем соответствия цветов имеет два варианта атласов образцов с одними и теми же CMYK-цветами, напечатанными на мелованной и не- мелованной бумаге.
Реальность такова, что цвет, напечатанный на немелованной бумаге, выглядит бо-
лее темным и приглушенным по сравнению с аналогичным цветом, напечатанным на мелованной бумаге. Поэтому если вы собираетесь использовать при печати оба вида бумаги, вам понадобятся два каталога цветовых образцов.
Рис. 6.32. Справочники с цветовыми образцами фирмы Pantone.
Итак, можно выбрать цвет в изображении и визуально сопоставить его с образцом, взятым из эталонной таблицы (рис. 6.33).
Рис. 6.33. Примеры задания цвета изображения с использованием системы Pantone.
В современных программах графики, таких как программа CorelDRAW, электрон- ные палитры систем соответствия цветов поставляются вместе с высококачественными копиями цветных каталогов.
Кодирование цвета. Палитра
Для того чтобы компьютер имел возможность работать с цветными
изображениями, необходимо представлять цвета в виде чисел — кодировать цвет. Способ кодирования зависит от цветовой модели и формата числовых данных в компьютере.
Для модели RGB любой из компонентов может быть представлен числами, ограниченными определенным диапазоном — например, дробными числами от 0 до 1, или
целыми числами от 0 до какого-либо максимального значения. В настоящее время довольно распространен формат True Color, в котором каждый компонент представлен в
виде банта, что дает 256 градаций для любого компонента: R - 0 ... 255, G = 0 ... 255, В = 0
... 255. Количество цветов составляет 256x256x256 = 16.7 млн. (224).
Такой способ кодирования цветов можно назвать компонентным. В компьютере коды изображений True Color представлены в виде троек байтов или упаковываются в длинное целое (четырехбайтовое) — 32 бита (так, например, сделано в API Windows):
С = 00000000 bbbbbbbb gggggggg rrrrrrrr.
При работе с изображениями в системах КГ часто приходится искать компромисс между качеством изображения (требуется как можно больше цветов) и ресурсами, необходимыми для хранения и воспроизведения изображения. Ресурсы исчисляются, например, объемом памяти (нужно уменьшать количество бит на пиксел).
Кроме того, некоторые изображения сами по себе могут использовать
ограниченное количество цветов. Например, для черчения может быть достаточно двух цветов, для фото человеческого лица важны оттенки красного, розового, желтого, пурпурного, зеленого; а для неба — оттенки голубого и серого. В таких случаях использование полноцветного кодирования цвета является избыточным.
При ограничении количества цветов используют палитру, представляющую набор цветов, важных для данного изображения. Палитру можно воспринимать как таблицу цветов. Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели.
Недостатком такой палитры можно считать отсутствие оранжевого цвета — этот цвет является одним из семи основных цветов радуги. Существуют также другие стандартные палитры, например, 256-цветная для VGA. Компьютерные видеосистемы обычно предоставляют возможность программисту установить собственную палитру.
Каждый цвет изображения, используя палитру, кодируется индексом, которой будет определять номер строки в таблице палитры. Вот почему такой способ кодирования цвета называется индексным.