Применение средств и возможностей компьютерной графики
В процессе проектирования, управления производственными процессами, подготовки к печати книг и создания динамических изображений, обработки экспериментальных данных с помощью компьютерных систем наиболее приемлемым способом взаимодействия является изображение (чертеж, картина, диаграмма, график). Именно изображение является наиболее информативным источником данных и знаний для человека. По сравнению с другими органами восприятия зрительное восприятие более чем на порядок информативнее языка цифр, букв или звука.
Графические приложения компьютерной графики находят широкое применение в различных отраслях промышленности, экономики, правительственных организациях, учебных заведениях, коммерческой деятельности, искусстве, рекламе. Перечень ее применений включает: черчение графиков и диаграмм, картографию, автоматизацию чертежных и конструкторских работ, моделирование и мультипликацию, управление процессами, автоматизацию канцелярских работ и электронные публикации. При исследованиях в различных областях науки и техники компьютерная графика наглядно представляет результаты расчетных процессов и обработки экспериментальных данных; ЭВМ строит модели и мультипликационные кадры, отображающие физические и химические процессы, структуры молекул, конфигурации электромагнитных полей и т. д. Средствами машинной графики на Земле воспроизводятся переданные из космоса снимки других планет и комет, а также томограммы и другие изображения в медицине и биологии (например, мозг живого человека).
Внимательный анализ разнообразных форм компьютерной графики выявляет существенные различия с точки зрения типа и качества изображения, а также степени участия пользователя в динамическом управлении изображением. Однако все эти формы имеют одно общее свойство: изображение объектов формируется и обрабатывается с помощью цифрового процессора.
Классификация применений
Классификация применений компьютерной графики выполняется по ряду критериев.
Первый критерий- тип объекта и тип выводимого изображения. Согласно данному критерию можно выделить линейные рисунки двумерных объектов, линейные рисунки трехмерных объектов (каркасные изображения), реалистические изображения и т.д. Изображения могут быть как чисто символическими, так и весьма реальными, черно-белыми и цветными.
Вторым критерием служит уровень интерактивности. С точки зрения возможностей интерактивного управления изображением допустимы следующие варианты:
автономное вычерчивание объекта на графопостроителе по готовой базе данных; - интерактивное вычерчивание объекта с возможностью перезадания параметров вычерчивания;
интерактивное проектирование (пользователь задает объект и видоизменяет его в процессе работы).
То есть в зависимости от степени участия пользователя в различных формах взаимодействия с ЭВМ при построении изображения компьютерная графика подразделяется на два основных класса: “пассивную” или пакетную и “активную” или интерактивную компьютерную графику.
Третьим критериемявляется роль изображения, то есть в какой степени само изображение является средством для достижения цели или же самой целью. В таких применениях, как картография, изготовление рабочих чертежей и “растровая живопись”, само изображение является результатом, в то время как во многих видах машинного проектирования полученное изображение служит лишь для визуализации геометрических свойств рассматриваемого объекта (электронной схемы, моста, крыла самолета или автомобильного крыла и т.д.). В этих применениях фаза получения изображения важная, но относительно небольшая часть гораздо более обширного процесса, целью которого являются формирование и последующая обработка общей базы данных с помощью комплекса прикладных программ. Например, при проектировании печатных плат электронных узлов такой комплекс программ может обеспечивать логическое моделирование, размещение компонент, трассировку связей, выявление наличия коротких замыканий и разрывов, предельные зазоры, генерацию изображения для получения фотомасок и изготовление документации. Объем работ, связанных с получением проектно-конструкторской документации, составляет от 30 до 70% от общих затрат. Поэтому компьютерная графика, предназначенная для автоматизации чертежно-графических работ с помощью компьютера, является мощным инструментом повышения производительности труда специалистов - проектировщиков.
Четвертым критерием служат логические и временные соотношения между объектом и его изображением. Пользователь в данный момент может иметь дело только с отдельным изображением, с изменяющейся во времени последовательностью
1Об подробнее будет сказано при рассмотрении параметров растрового изображения ниже.
2Типы графических файлов будут рассмотрены ниже
3Специальный канал изображения, определяющий «прозрачность» пикселов исходного изображения. Белый цвет в альфа-канале означает полную непрозрачность, черный – полную прозрачность. Возможна плавная градация от белого до черного в полутоновой шкале серого. Соответственно меняется степень прозрачности. Полностью прозрачный элемент изображения заменяется на элемент изображения, находящегося за данной точкой. Промежуточный вариант прозрачности получается путем сложения цветовых составляющих точек переднего плана и фона. В графических редакторах альфа-канал используется длямаскирования некоторой области изображения.
4Метафайл – файл, формат данных которого ориентирован на данные приложения, которое эти данные может использовать; файл обмена данными между приложениями.