Е.Ф.Попова
КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА
Федеральное агентство по образованию
Российской Федерации
Благовещенский государственный педагогический
университет
Е.Ф.Попова
Компьютерная графика Курс лекций
Благовещенск 2007
ББК 32.973.26-018.2Я73 П58
|
Печатается по решению редакционно-издательского совета Благовещенского государственного педагогического университета |
Попова Е.Ф. Компьютерная графика: Курс лекций. – Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2007. – 151 с., илл.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем».
Рецензенты:
Алутин П.П., канд. физ-мат. наук, доцент, зав кафедрой алгебры, геометрии и МПМ БГПУ
Медведев А.М., канд. техн. наук, декан факультета прикладных искусств АмГУ
Изд-во БГПУ, 2007
Оглавление
предисловие 5
Лекция 1. Введение 7
1.1. История компьютерной графики 7
1.2.Области применения компьютерной графики 9
1.3. Классификация графических изображений 12
1.4. Виды компьютерной графики 16
1.4.1. Растровая графика 17
1.4.2. Векторная графика 20
1.4.3. Фрактальная графика 22
Лекция 2. Аппаратная база машинной графики 26
2.1. Видеосистема персонального компьютера 26
2.2. Цвет 28
2.3. Форматы графических файлов 33
Лекция 3. Отображение геометрических объектов 41
50
50
Лекция 4. Аппарат проецирования 54
57
4.1. Аксонометрические проекции 58
4.2. Способы преобразования комплексного чертежа 64
Лекция 5. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ И ИХ МАШИННАЯ ГЕНЕРАЦИЯ 73
5.1. Аффинные преобразования на плоскости 73
5.2. Растровая развертка отрезка 82
5.3. Алгоритм вывода окружности 85
5.4. Кривая Безье 86
5.5. Отсечение отрезка 89
5.6. Закраска области, заданной цветом границы 91
5.7. Удаление невидимых линий и поверхностей 94
Лекция 6. Фрактальная графика 101
6.1. Алгоритм построения фрактала 102
6.2. Природные фракталы 103
6.3. Геометрические фракталы 106
6.4. Алгебраические фракталы 112
6.5. Стохастические фракталы 116
Лекция 7. ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫ 122
7.1. Adobe PhotoShop 122
7.2. GIMP 127
7.3. Adobe Illustrator 130
7.4. Corel Draw 131
7.5. 3D Studio Max 131
7.6. Blender 134
Лекция 8. сЖАТИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ 139
8.1. Необратимое сжатие 139
8.2. Обратимое сжатие 140
8.3. Общие положения алгоритмов сжатия изображений 141
8.4. Алгоритмы архивации без потерь 146
8.5. Алгоритмы архивации с потерями 152
Литература 155
Предисловие
Современное общество чаще всего называется обществом информационным, т.е. обществом, которое характеризуется всесторонней информатизацией всех сфер деятельности человека. Информационные и коммуникационные технологии решительно вторгаются в научно-практическую и образовательную деятельность. Стремительно повышаются требования к уровню подготовки в этой сфере специалистов различных областей.
В настоящее время машинная графика находит самое широкое применение в различных областях науки и техники, промышленности, в экономике, управлении, обучении.
Важнейшие области применения машинной графики: автоматизация проектно-конструкторских работ (САПР); автоматизация научных исследований (АСНИ); геоинформационные технологии; автоматизация процессов обучения; издательская деятельность, реклама, компьютерные игры, мультипликация.
На смену бесконечным таблицам с числовыми результатами моделирования, оценки, анализа и т. д. пришли простые для понимания графики и диаграммы; на смену двумерным чертежам и схемам - понятные и реалистичные трехмерные модели. Очевидно, что практически любое приложение, будь то программа финансового анализа или компьютерная игра, в той или иной мере нуждается в указанных средствах. Компьютерная графика как неотъемлемая часть науки программирования в целом дает в руки будущего специалиста по информационным технологиям необходимые средства для облегчения работы пользователя, то есть для реализации удобных и наглядных программ.
В данном курсе изучаются базовые понятия, математические методы и часто применяемые алгоритмы, а не языковые средства или методы различных графических библиотек. Программы по данной дисциплине могут создаваться на любом языке программирования, будь то C++, Pascal или Basic и для любой операционной системы, будь то DOS, Windows или Linux. Дисциплина включает также ряд обзорных тем. Кроме того, уделяется внимание работе в графических редакторах.