И. Л. САЛЯ, А. Н. КРЫГИН

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Омск 2007

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

И. Л. Саля, А. Н. Крыгин

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве методических указаний к самостоятельной работе студентов

на практических занятиях по информатике

Омск 2007

УДК 681.3.06(07)

ББК 32.973.2-018:30.118я7

С16

Компьютерная графика: Методические указания к самостоятельной работе студентов на практических занятиях по информатике / И. Л. Саля, А. Н. Крыгин; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 32 с.

В методических указаниях содержатся теоретические сведения о компьютерной графике, дана информация о представлении графической информации в цифровом виде, описаны варианты создания графических данных и характе­ристики изображений, охарактеризованы основные форматы файлов, используемые для хранения графической информации, и методы ее сжатия.

Для самостоятельной работы студентов приведены задания по выполнению основных операций с растровыми и векторными изображениями.

Методические указания предназначены для студентов первого курса всех специальностей очной и заочной форм обучения, а также могут быть использованы в качестве самоучителя для любых категорий пользователей.

Библиогр.: 5 назв. Табл. 3. Рис. 9.

Рецензенты: канд. техн. наук, доцент О. П. Шафеева;

канд. техн. наук, доцент В. Я. Шевченко.

________________________

© Омский гос. университет

путей сообщения, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 5

1. Способы представления графической информации 7

1.1. Растровая графика 7

1.2. Векторная графика 8

1.3. Сравнение растровой и векторной графики 9

2. Создание, хранение, обработка и вывод графической информации 11

2.1. Способы создания изображений 11

2.2. Характеристики изображений, связанные с их размером 12

2.3. Сжатие графической информации 15

2.3.1. Сжатие без потерь 15

2.3.2. Сжатие с потерями 18

2.4. Форматы графических файлов 19

3. Задания для самостоятельной работы 22

3.1. Работа с растровыми изображениями в Microsoft Paint 22

3.1.1. Описание основных функций программы 22

3.1.2. Задание 25

3.2. Создание и редактирование изображений в Microsoft Word 26

3.2.1. Описание основных графических функций программы 26

3.2.2. Задание 28

Библиографический список 31

ВВЕДЕНИЕ

Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов прошлого столетия на больших электронных вычислительных машинах (ЭВМ), применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем.

Компьютерной графикой называется область науки, которая занимается вводом, обработкой, хранением и выводом графической информации с использованием ЭВМ. Графической информацией является любое изображение, созданное или разработанное с помощью компьютера. Изображения бывают рисованными или фотореалистичными, плоскими или трехмерными, статичными или анимированными.

Рисованное изображение– компьютерное изображение, созданное художником с помощью мыши или другого устройства ввода. Распространена такая техника рисования, когда художник сначала делает набросок на бумаге, сканирует его, а затем уже доводит до конечного результата на компьютере.

Фотореалистичное изображение– изображение, отличающееся богатой палитрой цветов и количеством мелких деталей. Фотореалистичными изображениями считаются цифровые фотографии и изображения, созданные художником или дизайнером с использованием специальных программ.

Плоское изображение– изображение, построенное на плоскости.

Трехмерное изображение– изображение, построенное в виртуальном трехмерном пространстве. На самом деле любое компьютерное изображение является плоским, так как оно выводится на экран монитора.

Статичное изображение – неподвижное изображение.

Анимация– последовательность кадров, которые, сменяя друг друга, создают эффект движения.

Компьютерная графика используется в следующих областях:

издательском деле для производства рекламных плакатов, визиток, ил­люстраций в книгах и журналах (Adobe PhotoShop, Adobe Illustrator, PageMaker, Corel Draw, Corel PhotoPaint);

системах автоматического проектирования (AutoCAD, ArchiCAD, PCAD, Electronic Work Bench, Visio) для создания и редактирования чертежей;

кино- и шоу-бизнесе для производства теле- и видеофильмов, телепередач, мультфильмов (3d Studio Max, Maya, Macromedia Flash);

компьютерных играх и обучающих системах, например в симуляторах полетов (Visual C++, Borland Delphi и т. п. с использованием библиотеки DirectX или OpenGL);

моделировании физических, химических и других процессов для наглядного представления результатов моделирования (MatLab, MathCAD);

сети Интернет для размещения иллюстраций, кнопок, баннеров и анимации на веб-сайтах (Microsoft FrontPage).

Отдельным предметом изучения считается трехмерная графика, содержащая приемы построения объемных моделей объектов в виртуальном прост­ранстве. Для создания трехмерной модели используются элементарные геометрические объекты (прямоугольник, куб, шар, конус и пр.) и сглаженные, так называемые сплайновые поверхности.

Кроме указанных видов компьютерной графики существует фрактальная графика, она основана на математических вычислениях, в которых базовым элементом является математическая формула, т.е. никакие объекты (точки, линии и т. п.) в памяти компьютера не хранятся, а изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом формируют изображения простейших регулярных структур и сложных иллюстраций, имитирующих природные ландшафты и трехмерные объекты (деревья, траву, скалы, волны и т. п.).

Редактирование графики на компьютере требует множества математи­ческих вычислений и обработки больших объемов информации, поэтому для работы с ней необходим мощный компьютер. Для создания спецэффектов в кинофильмах используется высокопроизводительная графи­ческая рабочая станция, полнометражного компьютерного мультфильма – суперкомпьютер. Особой популярностью в кинобизнесе пользуются графические рабочие станции и суперкомпьютеры фирмы Silicon Graphics Inc.

Компьютерная графика является одной из наиболее быстро развивающихся областей информатики и выступает «локомотивом», тянущим за собой всю компьютерную индустрию.