МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕКСТИЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.КОСЫГИНА
Г.И. Борзунов, Е.А. Заболотская, М.В. Палаткин, А.В. Фирсов
ПРАКТИКУМ
по дисциплине"Математика и информатика "
Часть 2.
Введение в компьютерную графику.
ОСНОВНЫЕ СРЕДСТВА ГРАФИЧЕСКОГО РЕДАКТОРА
(сокращенный вариант для гр. 50)
МОСКВА 2001
Содержание
Введение. Основные понятия компьютерной графики……………………... |
2 |
I. Просмотр рисунков, построение объектов……... |
5 |
II. Построение линеарных композиций …………… |
9 |
III. Использование заливок………………………….. |
13 |
IV. Использование цвета…………………………….. |
14 |
|
|
Введение. Основные понятия компьютерной графики
1. Актуальность компьютерной графики
В настоящее время машинная или компьютерная графика является одни из основных направлений развития компьютерных технологий. Средства компьютерной графики используются в профессиональной деятельности как специалистами по компьютерным технологиям, так и специалистами, не считающими себя "компьютерщиками" [1]. Причина этого кроется в особенностях человеческой психики и физиологии [4]: рассматриваемые изображения очень быстро анализируются, моментально ассоциируются с накапливаемыми в течение всей жизни образами и распознаются. Скорость такого распознавания намного выше, чем при анализе информации, поступающей, например, по слуховому информационному каналу.
2. Графические редакторы
В данном учебном пособии рассматриваются наиболее часто встречающиеся в реальной работе средства программы "CorelDRAW" и методы применения этих средств в художественном проектировании. Освоение теоретического материала требует активного использования компьютера для демонстрации примеров, выполнения практических и контрольных заданий. При этом предполагается, что учащийся имеет навыки и практический опыт работы на персональным компьютере в объёме, соответствующем содержанию первой части практикума [2]. Если некоторые приемы работы в Windows, например, управление окнами или операции с "мышью" вызывают затруднения, то рекомендуется обратиться к учебному пособию [3].
3. Векторная и точечная графика
Изображение на экране любого компьютерного монитора представляет собой совокупность светящихся точек, размеры которых столь малы, что визуально они сливаются в сплошной прямоугольник. Изображение на экране монитора состоит из точек достаточно малых размеров. Для мониторов с размером электронной трубки по диагонали 15-17 дюймов размер точки обычно составляет от 0,24 мм до 0,28 мм. Качество такого точечного (растрового) изображения определяется разрешением и глубиной цвета экрана. Разрешение экрана измеряется числом точек на экране по горизонтали и по вертикали. Например, запись 800x600 означает, что каждая горизонтальная линия экрана состоит из 800 точек, а вертикальная – из 600 точек. Такие точки на экране можно увидеть, если рассматривать его в увеличительное стекло. Большинство принтеров также воспроизводят изображение, печатая на бумаге точки.
Все изображения, которые обрабатываются с помощью компьютера, по форме их представления в памяти компьютера разделяются на растровые (точечные) и векторные. Каждой точке растрового изображения в памяти компьютера соответствует двоичный код, который определяет все характеристики отображения этой точки (цвет, яркость и т.п.) при любом способе воспроизведения изображения: на экране монитора или на бумаге при печати. Чем больше двоичных разрядов отводится для кодирования представления одной точки, тем выше точность воспроизведения растрового изображения. Так, если для хранения кода цвета каждой точки экрана отвести 16 двоичных разрядов (режим «high color»), то каждая точка экрана может быть окрашена в один из 65536 цветов; при выделении 24 двоичных разрядов для хранения кода цвета точки экрана (режим «true color») для отображения каждой точки будет доступна палитра, состоящая из 16 777 216 цветов.
Векторное изображение представляется в памяти компьютера в виде математических моделей (алгоритмов), обеспечивающих построение одного или нескольких объектов. Номенклатура таких объектов может быть достаточно широкой, но, как правило, в нее включаются простейшие геометрические фигуры (круги, эллипсы, прямоугольники, многоугольники, отрезки прямых и дуги кривых линий). Похожие по построению и методам преобразования объекты объединяются в классы. Для каждого класса объектов определяются параметры, значения которых определяют внешний вид конкретного объекта. Например, для окружности такими параметрами являются диаметр, цвет, тип, толщина и цвет контура, а также цвет её внутренней области. Примерами векторных изображений являются графики функций [2], а также уравнения аналитической геометрии. Только применяемые в конструкторских бюро графопостроители непосредственно выполняют построение векторных изображений на бумаге. Остальные устройства перед выводом или непосредственно в процессе вывода преобразуют векторное изображение в растровое изображение, после чего осуществляют вывод изображения фактически в растровой форме.
У растровых и векторных изображений разные области применения. Так масштабирование и композиционные преобразования целесообразно выполнять над векторными изображениями. Операции фильтрации и раскраска областей с нерегулярными границами эффективнее выполняются над растровыми изображениями.
Векторное изображение является существенно более гибким в работе. Для того чтобы увеличить или уменьшить его размеры, требуется всего лишь изменить масштаб его отображения. При этом размер файла с векторным изображением не увеличится ни на один байт. Внесенные изменения будут учтены при отображении на экране или при печати, но четкость изображения не пострадает. На рис. 1. представлены результаты увеличения растрового и векторного изображений.
В отличие от точечного изображения степень детализации векторного изображения может быть произвольной..
Недостатком точечных изображений является большой объем памяти, требующейся для их хранения.
В заключение сравнения растровых и векторных изображений следует отметить, что преобразование векторного изображения в точечное представляет собой достаточно простой и абсолютно формальный процесс, выполняющийся большинством графических редакторов без вмешательства пользователя. Преобразование же растрового изображения в векторное в подавляющем большинстве случаев требует не просто вмешательства, а творческого участия пользователя.
С учетом вышеизложенного можно сделать вывод, что при разработке графического проекта, независимо от того, к какому классу должно принадлежать итоговое изображение, начинать целесообразнее с векторного изображения, тем более что в "CorelDRAW" имеется мощный арсенал средств и для работы с растровыми изображениями. Однако, если в процессе работы над проектом требуется вносить в полученное путем сканирования растровое изображение сложную цветовую коррекцию или применять сложные растровые эффекты с избирательным подходом к его различным участкам, и при этом не требуется добавлять к изображению новые фрагменты, тогда целесообразно с самого начала выполнять проект с помощью программы точечной графики , например, с помощью программы "Corel PhotoPaint", которая вместе программой "CorelDraw" входит в состав графического пакета программ фирмы "Corel".
Рис. 1. В верхнем ряду слева приводится исходное растровое, а справа - исходное векторное изображение окружностей и прямоугольников. В среднем и нижнем рядах приводятся соответственно векторное изображение и растровое изображение, которые были получены из исходных изображений после их увеличения.