Питання для самоперевірки
Наведіть поняття комп’ютерної графіки.
Які напрямки застосування має комп’ютерна графіка?
Який винахід вважається відправною точкою в розвитку комп’ютерної графіки?
Яка подія вважається початком ери комп’ютерної графіки?
Ким була створена перша комп’ютерна програма рисування?
Хто і коли винайшов сам термін "Комп'ютерна графіка"?
Який об’єкт став "іконою" комп’ютерної графіки?
Які програмні алгоритми було створено в 70-ті роки?
Який перший мультфільм було знято в СРСР, коли і ким?
Наведіть основні галузі застосування комп'ютерної графіки в даний час.
2 Технічні засоби комп'ютерної графіки
Розвиток комп'ютерної графіки залежить від розвитку технічних засобів, що підтримують її.
До технічних засобів, які беруть участь у формуванні зображення можна віднести такі, як монітори, сканери, відеокарти (відеоадаптери), графічні планшети, принтери.
Схему системи виведення зображення на екран можна представити таким чином (рис. 2.1).
Рисунок 2.1 – Схема системи виведення зображення на екран:
ЦП – центральний процесор комп'ютера; ОП – оперативна пам'ять
Відеокарти (відеоадаптери) розташовуються в системному блоці і мають свій процесор і пам'ять.
Відеокарта управляє роботою монітора, звільняючи центральний процесор комп’ютера від створення «картинки» на екрані. Через інформаційну магістраль вона пов'язана з центральним процесором і оперативною пам'яттю. Від її відеохарактеристик залежить швидкість обробки візуальної інформації, число кольорів на екрані, чіткість зображення.
Класифікацію технічних засобів, що широко застосовуються в комп'ютерній графіці, наведено на рис.2.2.
2.1 Роздільна здатність графічних пристроїв
Одне з найбільш вживаних понять під час роботи з графічними пристроями – це поняття роздільної здатності (рос. Разрешающая способность).
Роздільна здатність – це кількість елементів на елементарній ділянці. Конкретизація елементів і області, зазначених у визначенні, пов'язана з видом графічного пристрою введення / виведення.
Т е х н і ч н і з а с о б и
Прилади введення Прилади виведення
С
канери
Графічні
Цифрові Дисплеї Принтери
Плотери
планшети камери
П
ланшетні
Сферичні Дисплеї
Матричні Планшетні
на ЕПТ
Б
арабанні
Циліндричні Плазменні
Струйні Барабанні
Плазма-
З
малою тронні
Сканери
кривизною Лазерні
Струйні
с лайдів поверхні
Ручні
ЕТ– дисплеї Рідко-
Кольорові Лазерні
риста- лазерні
личні
LCD
3
D
сканери STN–
дисплеї Світло
LED
діодні плотери
DSTN
–
дисплеї Термосуб-
лімаційні
TFT–
дисплеї
Термогра-
фічні
3Dпринтери
Рисунок 2.2 – Технічні засоби комп’ютерної графіки
Розглянемо, як розкривається це поняття залежно від пристрою.
Роздільна здатність графічного зображення вимірюється в пікселях на дюйм (піксель / д). Слово «піксель» походить від англійського «picture element» – елемент рисунка. Чим густіше сітка пікселів, тим краще якість зображення.
У графічному файлі піксель задається як ділянка пам'яті, яка зберігає інформацію про колір, і фізичний розмір набуває тільки у разі виведення на пристрій (наприклад, монітор або принтер).
Якщо в графічному файлі не вказано роздільну здатність зображення, то за замовчуванням для відображення кожного пікселя буде використаний мінімальний елемент, який може бути створений пристроєм виведення. Роздільна здатність різних пристроїв конкретного типу може бути різною, це призводить до того, що під час виведення одного і того ж графічного файлу можна отримати зображення різних розмірів.
Для розв’язання проблеми точного виведення зображення заданих розмірів в графічних файлах зберігається інформація про розділ зображення в піксель / дюйм. Ця інформація повідомляє кожному пристрою виведення, скільки пікселів повинно бути відображено у кожному дюймі, а в пристрої підраховується, скільки елементів (відеопікселей або лазерних точок) треба використовувати для пікселя зображення.
Крім розглянутого поняття розділу, в пристроях друку часто застосовують поняття роздільної здатності на півтону.
Півтон – це оптична ілюзія відтінку сірого кольору (або іншого), що створена шляхом угрупування множини маленьких точок чорного (або іншого) кольору на білому тлі.
Цифрова півтонова пляма (комірка півтону) створюється шляхом угрупування кількох друкованих точок у вигляді сітки. Якщо заповнені всі клітини сітки, півтонова пляма буде чорною; якщо всі клітини залишити порожніми, пляма буде білою; якщо сітку заповнити деякою комбінацією точок, буде друкуватися сірий колір того чи іншого рівня інтенсивності.
Комірка може бути маленькою (наприклад, розміром 3 x 3 клітини, що дасть десять рівнів сірого), а може складатися із сотень клітин.
Півтонові плями (комірки півтону) стають темніше або світліше шляхом включення або виключення в сітці точок друку. Кількість рівнів сірого кольору
пов'язана з розмірами комірки півтону (рис. 2.3).
а) б)
Рисунок 2.3 – Комірка напівтону: а) 10 рівнів сірого; б) 17 рівнів сірого
Кількість точок, яку принтер може надрукувати в заданому режимі на відрізку в один дюйм, визначає його роздільну здатність, вимірювану в точках на дюйм (т/д або dpi). Роздільна здатність півтонів (її ще називають частотою ліній або лініатурою) вимірюється в лініях на дюйм (лін/д) і може змінюватися.
Частота ліній, з якою буде роздрукований рисунок, може бути задана за замовчуванням частотою ліній принтера, програмою виведення на друк, програмою або пристроєм, за допомогою яких рисунок був створений (півтони у фотографії можуть бути утворені під час сканування) .
Кількість відтінків, які можуть імітуватися комірками півтону, обмежено числом точок (клітинок), що входять в одну комірку. Чим менше частота ліній, тим більше рівнів кольору можна отримати, але при цьому збільшуються і стають більш помітними комірки півтону. Частота ліній повинна бути менша або дорівнювати роздільній здатності принтера, поділена на 16, щоб не були втрачені при друкуванні переходи кольору в зображенні.
Інакше розкривається поняття роздільної здатності і для пристроїв введення. Розглянемо це поняття розділу по кожному пристрою.