29 Вопрос Прикладное по. Компьютерная графика. Создание презентаций.

1. Компьютерная графика

Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации.

2. Виды компьютерной графики

Компьютерная графика подразделяется на:

· статичную (неподвижная),

· динамичную (анимация, компьютерная мультипликация).

Каждая из которых в свою очередь делится на 2-х мерную и 3-х мерную.

В зависимости от способа формирования изображений, компьютерную графику принято делить на:

· растровую;

· векторную;

· фрактальную.

Отдельным предметом считается трехмерная графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве.

Растровая графика - машинная графика, в которой изображение представляется двумерным массивом точек (элементов растра), цвет и яркость каждой из которых задается независимо. Растр (растровый массив) - представление изображения в виде двумерного массива точек, упорядоченных в ряды и столбцы.

Достоинства растровой графики

1. Растровая графика эффективно представляет реальные образы, т.к. человеческий глаз приспособлен для восприятия мира как огромных наборов дискретных элементов, образующих предметы. Хорошее растровое изображение выглядит реально и естественно.

2. Растровое изображение наиболее адаптировано для распространенных растровых устройств вывода - лазерных принтеров и др.

Недостатки

1. Занимают большой объем памяти.

2. Редактирование больших растровых изображений, занимающих большие массивы памяти, требуют большие ресурсы компьютера и, следовательно, требуют большего времени.

3. Трудоемкий процесс редактирования растровых изображений.

4. При увеличении размеров изображения сильно ухудшается качество.

Применение: обработка фотоизображений, художественная графика, реставрационные работы, работа со сканером.

Векторная графика описывает изображение с помощью математических формул.

В векторной графике изображения создаются путем комбинации различных объектов. Файлы векторной графики могут содержать растровые изображения в качестве одного из типов объектов, представляющего набор инструкций для компьютера, такой растровый фрагмент можно, как правило, только масштабировать, но не редактировать.

Файлы векторной графики могут содержать несколько различных элементов:

· наборы векторных команд;

· таблицы информации о цвете рисунка;

· данные о шрифтах, которые могут быть включены в рисунок.

Преимущества векторной графики.

1. Векторная графика использует все преимущества разрешающей способности любого устройства вывода (используется максимально возможное количество точек устройства), что позволяет изменять размеры векторного рисунка без потери качества.

2. Векторная графика позволяет редактировать отдельные части рисунка, не оказывая влияния на остальные

3. Векторные изображения, не содержащие растровых объектов, занимают относительно небольшое место в памяти компьютера.

Недостатки.

1. Векторные изображения выглядят искусственно.

2. Легко масштабировать, но меньше оттенков и полутонов чем в растровой графике.

Применение: компьютерная полиграфия, системы компьютерного проектирования, компьютерный дизайн и реклама.

Фрактальная графика - одна из быстроразвивающихся и перспективных видов компьютерной графики. Фрактал - структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является самоподобие. (Фрактус - состоящий из фрагментов).

Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект.

В центре находится простейший элемент - равносторонний треугольник, который получил название- фрактальный.

Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, т.е. никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям.

Фрактальная графика, как и векторная - вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся.

Применение: в математике и художественном деле.

Трехмерная графика - раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов. Для создания реалистичной модели объекта используют геометрические примитивы (прямоугольник, куб, шар, конус и прочие) и гладкие поверхности.

В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется:

· спроектировать и создать виртуальный каркас (“скелет”) объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме;

· Спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные; присвоить материалы различным частям поверхности объекта (на профессиональном жаргоне - “спроектировать текстуры на объект”);

· Настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, - задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей.

Применение: научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических объектов изделия в машиностроении, видеороликах, архитектуре.

3. Компьютерная анимация

Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплее.

Любая компьютерная анимация выполняется обычно следующим образом: вносятся изменения в изображение на экране с быстротой, достаточной для того, чтобы последовательность изображений казалась движущейся картинкой.

Лучший эффект анимации на компьютере достигается при использовании ДВОЙНОГО БУФЕРА - способа, который известен также под названием ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ВИДЕОСТРАНИЦ.

Существуют и другие способы компьютерной анимации. Например, на видеоадаптерах, обладающих палитрой, течение лавы может быть сымитировано весьма эффективно перепрограммированием палитры между кадрами.

По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации:

1. Анимация по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.

2. Запись движения. Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники -- Motion capture (захват движений).

3. Процедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером.

Сюда можно включить следующие её виды:

· симуляция физического взаимодействия твёрдых тел;

· имитация движения систем частиц, жидкостей и газов;

· имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос);

· расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием;

· имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа.

4. Программируемая анимация. Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:

Ш Java-Script - браузерный язык

Ш Action-Script - язык работы с приложениями Flash

Преимущество программируемой анимации - в уменьшении размера исходного файла, недостаток - нагрузка на процессор клиента.