- •Содержание
- •//28. 09.04.Лекция 1// История развития компьютерной графики
- •//5.10.04.Лекция 2// Основные понятия компьютерной графики
- •Физические и логические пиксели
- •Отображение цветов
- •//12.10.04.Лекция3// Определение цвета с помощью палитры
- •Цветовые пространства
- •Типы палитры
- •//26.10.04. Лекция 4// Цвет
- •Цветовые модели – аддитивная и субтрактивная
- •Модели rgb (Red Green Blue)
- •Наложение и прозрачность
- •Векторные файлы
- •Организация векторных файлов
- •//2.11.04. Лекция 5// Векторные данные
- •Палитра и цветовая информация
- •Атрибуты заполнения и цветовые атрибуты
- •Концовка векторных файлов
- •Текст векторных файлов
- •Преимущества и недостатки векторных файлов
- •//9.11.04. Лекция 6// Растровые файлы и их организация
- •Идентификатор файла
- •Версия файла
- •Тип сжатия
- •Координаты изображения
- •Текстовое описание растра
- •Неиспользуемое пространство
- •Организация данных в виде строк развертки
- •Непрерывные данные
- •Фрагменты
- •Организация данных в виде плоскостей
- •Концовка
- •//16.11.04. Лекция 7// Дополнительные структуры растровых файлов
- •Преимущества рф
- •Недостатки рф
- •Сжатие данных
- •Схемы сжатия
- •Физическое и логическое сжатие
- •Симметричное и ассиметричное сжатие
- •Адаптивное, полуадаптивное и неадаптивное кодирование
- •Сжатие с потерями и без потерь
- •Алгоритм группового кодирования илиRle
- •//23.11.04. Лекция 8// rlEсхемы битового, байтового и пиксельного уровней
- •RlEсхемы с использованием флага
- •RlEпакеты вертикального повторения
- •//30.11.04 Лекция 9// lwz сжатие
- •Кодирование по алгоритму Хаффмена
- •Алгоритм Хаффмена для символьных групп
- •//7.12.04 Лекция 10// Фрактальная графика
- •Фрактальное сжатие
- •//14.12.04. Лекция 11// СжатиеJpeg
- •АлгоритмJpeg
- •Сжатие Mpeg
- •Mpeg кодирование
- •Сравнительный анализMpegстандартов
Содержание
Содержание 1
//28. 09.04.Лекция 1// 2
История развития компьютерной графики 2
//5.10.04.Лекция 2// 4
Основные понятия компьютерной графики 4
Физические и логические пиксели 5
Отображение цветов 5
//12.10.04.Лекция3// 6
Определение цвета с помощью палитры 6
Цветовые пространства 6
Типы палитры 7
//26.10.04. Лекция 4// 8
Цвет 8
Цветовые модели – аддитивная и субтрактивная 8
Модели RGB (Red Green Blue) 8
Наложение и прозрачность 9
Векторные файлы 10
Организация векторных файлов 10
//2.11.04. Лекция 5// 11
Векторные данные 11
Палитра и цветовая информация 11
Атрибуты заполнения и цветовые атрибуты 11
Концовка векторных файлов 11
Текст векторных файлов 12
Преимущества и недостатки векторных файлов 12
//9.11.04. Лекция 6// 13
Растровые файлы и их организация 13
Идентификатор файла 14
Версия файла 14
Тип сжатия 14
Координаты изображения 14
Текстовое описание растра 14
Неиспользуемое пространство 14
Организация данных в виде строк развертки 15
Непрерывные данные 15
Полосы 15
Фрагменты 16
Организация данных в виде плоскостей 16
Концовка 16
//16.11.04. Лекция 7// 17
Дополнительные структуры растровых файлов 17
Преимущества РФ 17
Недостатки РФ 17
Сжатие данных 17
Схемы сжатия 17
Физическое и логическое сжатие 18
Симметричное и ассиметричное сжатие 18
Адаптивное, полуадаптивное и неадаптивное кодирование 18
Сжатие с потерями и без потерь 19
Алгоритм группового кодирования или RLE 19
//23.11.04. Лекция 8// 21
RLE схемы битового, байтового и пиксельного уровней 21
RLE схемы с использованием флага 22
RLE пакеты вертикального повторения 23
//30.11.04 Лекция 9// 24
LWZ сжатие 24
Кодирование по алгоритму Хаффмена 25
Алгоритм Хаффмена для символьных групп 25
//7.12.04 Лекция 10// 27
Фрактальная графика 27
Фрактальное сжатие 27
//14.12.04. Лекция 11// 29
Сжатие Jpeg 29
Алгоритм Jpeg 29
Сжатие Mpeg 30
Mpeg кодирование 30
Сравнительный анализ Mpeg стандартов 30
//28. 09.04.Лекция 1// История развития компьютерной графики
1950 год – появляются компьютеры. Они используются для решения научных и производственных задач, результатом которых были числовые данные.
К 60-тым годам появление более мощных компьютеров, на которых появляется возможность обработки графических данных в режиме символьной печати.
Затем появляются специальные устройства для вывода на бумагу, так называемые графопостроители, или перьевые плоттеры. Для управления работой графопостроителей стали создавать спец. ПО. Следующий важный шаг произошёл с появлением графических дисплеев. Графический дисплей формирует рисунок из множества точек, выстроенных в ровные ряды или строки, образующие растр. Мониторы, работающие по принципу построчного сканирования, называются растровыми. Плата компьютера, обеспечивающего формирование видеосигнала и тем самым определяющая изображение называются видеоадаптером, видеоплатой и т.д. Основные части видеоадаптера – видеопамять и дисплейный процессор. Выводимое изображение формируется в видеопамяти. Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и управляет работой монитора. К видеопамяти имеет доступ 2 процессора – центральный и дисплейный. Центральный записывает видеоинформацию, а дисплейный читает её и передаёт на монитор. В видеопамяти хранится последовательность кодов, определяющих цвет каждой точки. Видеоадаптеры могут работать в различных режимах: текстовом и графическом.
В текстовом режиме экран монитора условно разбивается на отдельные участки, т.е. знакоместа. Каждое знакоместо может быть выведено 250 символами по таблице ASCIIкодов.
В графическом режиме информация отображается в виде прямоугольной сетки точек, цвет каждой из которых задаётся программой. Существенное различие имеется при заполнении видеопамяти в текстовом и графическом режимах. В графическом режиме кол-во элементов видеопамяти соответствует количеству точек на экране, в текстовом – количеству символов на экране. В текстовом режиме для каждой позиции на экране запоминается код символа, который в нее выводится и атрибуты изображения этого символа.
Первый компьютер JBMPC– 1981 году был оснащен видеоадаптеромMDA. Видеосистема была предназначена для работы только в текстовом режиме.
Через год появляются видеоадаптер Hercules, который поддерживал уже графический черно-белый видеорежим, с размером 720×348 пикселей.
Следующим шагом был видеоадаптер CGA– 1983. Это была первая цветная модель дляIBMPC. Он позволил работать в цветном текстовом и графическом режимах.(320×200 – цветной, 640×200– черно-белый, в цветном может обрабатывать 4 цвета)
В 1984 году появился видеоадаптер EGA. У него был 16-цветный режим, размером 640×350 пикселей (он имеет недостаток – пиксели не квадратные). В 1987 появились адаптерыMCGA(Multicolor) иVGA(Video) (256-цветные видеорежимы). НаVGAстало возможно черно-белое фото. Появляются видеоадаптеры, обеспечивающие видеорежимы при 16 цветах – 800×600, 640×480, 1024×768-SuperVGA.
1995год–Targa24-16 000000 цветов, т.е. 24 бита/пиксель.Apple,Macintoshстали сдавать позиции.
На данный момент на компьютеры IBMPCс процессоромPentiumиспользуется огромное количество видеокарт с глубиной цвета 32 бита/пиксель при размерах растра 1600×1200.
Параметры отображения обуславливаются не только моделями видеоадаптера, но и объемом видеопамяти. Видеопамять хранит растровое изображение, которое полностью соответствует текущему состоянию монитора. Необходимый объем видеопамяти вычисляется как периметр растра экрана на количество бит на пиксель.
В видеопамяти могут хранится несколько кадров изображения. Это используется в анимации, для их сохранения используются отдельные страницы видеопамяти с одинаковой логической организацией, но разной адресацией.
Обмен данными по системной шине для видеосистемы обеспечивают процессор, видеоадаптер и контроллер локальной шины. До недавнего времени использовалась шина PCI(эта шина является стандартом для подключения модемов, сетевых контроллеров и т.д.) на 33МГц – 132МБайта/с.
В настоящее время используется шина AGP. НаличиеAGPпорта повышает быстродействие компьютера (на 66МГц – скорость 528Мбайт/с). Кроме видеопамяти на плате видеоадаптера располагается специальный мощный графический процессор, который по сложности приближается к центральному. Кроме визуализации содержимого видеопамяти графический дисплейный процессор выполняет такие растровые операции как рисование массивов пикселей, манипуляции с цветами пикселей, копирование, наложение текстуры и т.д. Ранее эти функции выполнялись центральным процессором, а графически использовались лишь для рисования линий и т.д.
Видеоадаптер выполняет эти операции аппаратно, что позволяет намного ускорить их в сравнении с программной реализацией центрального процессора. Наиболее известными являются OpenJL,DirectX. Одним из наиболее распространенных являетсяOpenGL. Он является библиотекой графических функций и поддерживается многими операционными системами, в том числе иWindows. Графический интерфейсDirectXпредназначен для работы подWindows, имеет подсистему 3-х мерной графикиDirect3Dи подсистемуDirectDRAW,который имеет доступ к видеопамяти.