
- •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
- •Пользо-
- •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
- •Простейшие двумерные преобразования
- •Однородные координаты и матричное представление двумерных преобразований
- •Композиция двумерных преобразований
- •Матричное представление трехмерных преобразований
- •Композиция трехмерных преобразований
- •Преобразование объектов
- •Преобразование как изменение систем координат
- •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
- •Устранение ступенчатого эффекта
- •Дизеринг
- •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
- •Инкрементные алгоритмы
- •Кривая Безье
- •Алгоритмы вывода фигур
- •Алгоритмы закрашивания
- •Стиль заполнения
- •Инструменты растровых графических пакетов
- •Инструменты выделения. Каналы и маски
- •Выделение
- •Инструменты выделения и маскирования
- •Гистограммы
- •Тоновая коррекция изображения
- •Уровни (Levels)
- •Цветовая коррекция и цветовой баланс
- •Фильтры (Plug-ins) и спецэффекты (Effects)
- •Преимущества и недостатки растровой графики
- •Глава 4. Векторная графика
- •Средства создания векторных изображений
- •Математические основы 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
- •Колбочки и палочки
- •Спектральная чувствительность глаза к яркости
- •Спектральная чувствительность наблюдателя
- •Цветовой и динамический диапазоны
- •Типы цветовых моделей
- •Аддитивные цветовые модели
- •Почему rgb-модель нравится компьютеру?
- •Ограничения rgb-модели
- •SRgb — стандартизированный вариант rgb-цветового пространства
- •Субтрактивные цветовые модели
- •Цветовая модель cmy
- •Ограничения модели cmyk
- •Возможности расширения цветового охвата cmyk
- •Технология HiFi Color
- •Использование плашечных цветов
- •Перцепционные цветовые модели
- •Достоинства и ограничения hsb-модели
- •Системы соответствия цветов и палитры
- •Системы соответствия цветов
- •Назначение эталона
- •Кодирование цвета. Палитра
- •Триадные и плашечные цвета
- •Цветовые режимы
- •Глава 10. Стандартизация в компьютерной графике
- •Международная деятельность по стандартизации в машинной графике
- •Деятельность iso, iec по стандартизации в машинной графике
- •Классификация стандартов
- •Графические протоколы
- •Аппаратно-зависимые графические протоколы
- •Протокол tektronix
- •Протокол regis
- •Протокол hp-gl
- •Языки описания страниц
- •Язык PostScript
- •Язык pcl
- •Аппаратно-независимые графические протоколы
- •Проблемно-ориентированные протоколы
Вывод изображений на растровые устройства
Для иллюстрации работы реальных растровых устройств рассмотрим результаты отображения рисунка-образца на разнообразных графических устройствах. Поскольку в
этой книге невозможно показать цветные изображения, в качестве тестового образца выбран черно-белый рисунок, который состоит из текста и простейшей графики - текст
«Строчка текста».
Графика — векторный рисунок из линий минимально возможной толщины.
Тестовый образец изготовлен и выведен на устройства с помощью редактора Word 2000.
Почему именно такой образец? Для того чтобы оценить погрешности отображения,
тест следует подобрать так, чтобы устройства работали в режиме близком к предельно допустимому. Тогда и следует оценивать их возможности. Однако задача усложняется тем, что проверяются устройства разного класса. Оказалось, что некоторые устройства не в состоянии удовлетворительно отобразить даже такой простой образец, а некоторые устройства продемонстрировали значительный запас точности — для них нужны другие тесты.
После вывода образца на графическом устройстве, соответствующее растровое изображение оцифровывалось сканером с оптическим разрешением 600x600 dpi (2400x2400 в режиме интерполяции). Также использовалась фотокамера в режиме макросъемки.
Безусловно, погрешность сканера важна для полученных на устройствах изображений, обладающих сопоставимым, а также более высоким разрешением. Однако приведенные здесь результаты не следует рассматривать как точные измерения. Здесь ставились иные цели — проиллюстрировать геометрические свойства растров (расположение, форму и размеры отдельных пикселов) для устройств различного типа, показать наиболее характерные особенности отображения.
Для сравнения были выбраны графические устройства, которые можно встретить практически в любом современном офисе — это дисплеи и принтеры.
Торговые марки устройств не приводятся. Наше изучение особенностей их работы не следует рассматривать как тестирование или рекламу.
Первый пример — изображение на экране цветного монитора, на электронно- лучевой трубке (рис. 3.6). Следует заметить, что в данном случае изображение черно-
белого образца на самом деле — цветное, в книге оно напечатано в градациях серого.
На рис. 3.6 показано увеличенное изображение фрагмента. Здесь уже четко видно
"триадную" структуру растра, присущую цветному кинескопу.
Рис. 3.6. Растр электронно-лучевой трубки - триады RGB
Растровый
характер
изображения
монитора
на жидких
кристаллах
(рис.
3.7)
выражен
значительно
четче,
чем
для
монитора
на электронно-лучевой
трубке.
Четкость
отдельных
пикселов
обуславливает
заметный
ступенчатый
эффект
наклонных
линий.
Рис. 3.7. Монитор на жидких кристаллах. Видеорежим Растр монитора на жидких кристаллах 1024 на 768, экран ноутбука 14‖
Качество печати для матричных принтеров определяется погрешностями механики и износом красящей ленты (рис. 3.8). Здесь красящая лента выработала свой ресурс
наполовину, поэтому изображение получилось как бы "в градациях серого цвета". Кроме
того, изображение имеет полутоновый характер и из-за того, что чернота уменьшается на краях впадин оттиска игл. Вообще говоря, матричные принтеры могут печатать намного лучше. Даже испытуемый принтер может печатать с разрешением 240 на 216 dpi. Однако драйвер для Windows позволяет установить только 240x144 dpi, а качество практически не улучшается по сравнению с 120x144 (вероятно, из-за износа механики).
Рис. 3.8. Матричный 9-игольчатый принтер Увеличенный фрагмент 120 на 144 dpi
Лазерные принтеры, как правило, безупречно отрабатывают свою паспортную разрешающую способность (рис. 3.9). Немаловажным является то, что качество печати стабильно и практически не зависит от качества бумаги. Принтеры данного типа вне конкуренции (по крайней мере, в настоящее время) по быстродействию и качеству черно- белой печати среди других типов принтеров. Более дорогие модели лазерных принтеров обладают в несколько раз большей паспортной разрешающей способностью, при этом качество печати, как правило, возрастает соответственно. Оптического разрешения сканера в 600 dpi (2400 dpi интерполяция) уже недостаточно, чтобы точно отобразить фрагмент растра в мельчайших деталях.
Рис. 3.9. Лазерный черно-белый принтер, 600 dpi Фрагмент изображения
Качество печати струйных принтеров достаточно редко соответствует заявленной паспортной разрешающей способности (рис. 3.10). Данная модель, возможно, — исключение из общего правила. В черно-белом режиме здесь фактически продемонстрирована точность печати на уровне 600 dpi лазерного принтера. Многие другие струйные принтеры с рекламируемым разрешением более тысячи dpi работают еще хуже. И это при печати на специальной бумаге.
Достоинством струйных принтеров является то, что это относительно недорогое
устройство для цветной печати. С приемлемым качеством для цветной фотографии работают струйные фотопринтеры. Технология струйной печати также используется и в достаточно популярных крупноформатных (АЗ-А1) цветных растровых принтерах.
Рис. 3.10. Струйный цветной фотопринтер, черно- Фрагмент изображения белый режим, 1440 dpi, печать на специальной
фотобумаге