1. Область применения компьютерной геометрии и графики.

Компьютерная графика — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для создания изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

Геометрическое моделирование – создание геометрических моделей и оперирование ими в процессе синтеза геометрии проектируемых изделий. В настоящее время промышленное производство, архитектура и градостроительство, геологические изыскания, управление в самом широком смысле, включая планирование и оценку эффективности боевых действий, и многое другое немыслимо без использования компьютерных технологий. Любые изделия в процессе производства описываются, прежде всего, геометрическими параметрами, без этого производство невозможно.

Виды графики и ее применения:

Научная графика — диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций.

Деловая графика — плановые показатели, отчётная документация, статистические сводки.

Конструкторская графика — плоские изображения (проекции, сечения), пространственные трёхмерные изображения, является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования),

Иллюстративная графика — это произвольное рисование и черчение, графические редакторы.

Художественная и рекламная графика — рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации.

Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на экране дисплея.

Мультимедиа — изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением.

Области применения:

• в медицине (компьютерная томография)

• в научных исследованиях (астрономия, микробиология)

• в инженерно-технических разработках (проектирование зданий, сооружений, летательных аппаратов)

• на телевидении, в кино, на рекламных щитах, на страницах газет и журналов.

• в моделирующих системах обучения (виртуальных тренажеров. Под моделированием в данном случае понимается имитация различного рода ситуаций, возникающих, например, при движении автомобиля, решении задач управления бизнесом и т.д.)

• графический интерфейс пользователя, визуальные и спец-эффекты, цифровые телевидение, фотография и живопись, компьютерная графика, лазерная графика, системы автоматизированного проектирования.

2. Растровая и векторная графика.

Растровая графика

Под растровым (bitmap, raster) понимают способ представления изображения в виде совокупности отдельных точек (пикселов) различных цветов или оттенков. Это наиболее простой способ представления изображения, потому, что именно таким образом видит его глаз человека.

Пиксел - неделимая точка в графическом изображении. Пиксел характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения.

Все изображение подобно таблице разбивается по горизонтали и вертикали на мелкие ячейки – точки, каждая из которых принимает усредненный по площади ячейки цвет. При работе с изображением в памяти компьютера запоминается вся таблица и цвет каждой ее точки. Таким образом, в растровых изображениях не существует объектов как таковых.

Достоинством растрового способа представления изображений является возможность получения фотореалистичного изображения высокого качества в различном цветовом диапазоне.

Недостатком растрового способа представления изображений является высокая точность и широкий цветовой диапазон требуют увеличения объема файла для хранения изображения и оперативной памяти для его обработки.

Примеры форматов изображений: JPEG, TIFF, BMP, GIF, PNG, и т.д.

Векторная графика

Для векторной графики (object-oriented graphics) характерно разбиение изображения на ряд графических примитивов – точка, прямая, ломаная, дуга, полигон. Таким образом, появляется возможность хранить не все точки изображения, а координаты узлов примитивов и их свойства. При использовании векторного представления изображение представляет собой базу данных описаний примитивов.

Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике — линия.

Линия — элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная).

Векторное изображение может быть легко масштабировано без потери деталей, т.к. это требует пересчета сравнительно небольшого числа координат узлов.

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

Для построения объектов векторной графики используют инструменты рисования линий и управления заполнением контуров. Простые объекты могут взаимодействовать различными способами, в том числе с применением булевых операций объединения, вычитания и пересечения.

Примеры форматов изображений: CDR, AI, EPS, WMF, SVG, и т.д.

Достоинства векторной компьютерной графики:

• она экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений

• объекты векторной графики просто трансформируются и ими легко манипулировать

• векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства

Недостатки векторной компьютерной графики:

• программная зависимость

• сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации и сконструировать устройство подобное сканеру для растровой графики