Компьютерная графика
Понятие машинной графики. Задачи. Основные понятия и определения.
Машинная графика – это отрасль знаний, которая, с одной стороны, представляет комплекс аппаратных и программных средств, используемых для формирования, преобразования и выдачи информации в визуальной форме на средства отображения ЭВМ.
Компьютерная графика – совокупность методов и приемов для преобразования при помощи ЭВМ данных в графическое представление или наоборот.
Визуализация – создание изображения на основе описания (напр., построение графика по точкам). Модель =>Изображение.
Обработка. Изображение Изображение.
Распознавание. Изображение =>Модель.
Сферы применения КГ:
САПР
Геодезия и картография (ГИС)
Деловая графика
Визуализация научных исследований
Медицина
Полиграфия
СМИ
Кинематограф
Быт (напр., комп. игры, граф. редакторы и т.п.)
Колориметрия – наука о цвете и его измерении.
2. Виды машинной графики. Растровая графика. Векторная графика. Достоинства и недостатки.
Виды машинной графики:
Растровая
Векторная
Фрактальная
3D-область изобразительного искусства
Растровая графика:
Наименьший логический элемент – пиксел.
Глубина цвета, цветовая модель, размер, разрешение – характеристики изображения.
+ Высокая глубина цвета
+ Естественно для большинства устройств ввода-вывода
+ Легко выполнить растеризацию (перевод чего-то в растр)
- Большой размер файлов
- Пикселизация (неидеальное масштабирование)
Векторная графика:
Наименьший логический элемент – примитив (точки, линии, дуги, кривые Безье и т.п.).
Характеристики объекта зависят от его типа.
+ Размер изображения
+ Идеальное масштабирование из-за описательной формы объектов
+ Изменение объектов не ухудшает качества рисунка
- Не каждый объект может быть описан в векторной форме
- Трассировка растра в вектор – дело сложное и не по-мужски это…
Фрактальная графика:
Вычислимая. Применяется для построения изображения природных объектов.
+ Объекты не хранятся в памяти
+ Качество зависит от количества итераций (прохождения одного этапа вычисления)
- Узкое применение
3. Разрешение изображения и его размер.
Разрешение – величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины).
Более высокое разрешение обеспечивает более точные представления оригинала.
Размеры растровых изображений выражают в виде количества пикселов по горизонтали и вертикали, например: 1600×1200. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 1600, а высота — 1200 точек.
Для обозначения разрешающей способности различных процессов преобразования изображений (сканирование, печать, растеризация и т. п.) используют следующие термины:
dpi (англ. dots per inch) — количество точек на дюйм.
ppi (англ. pixels per inch) — количество пикселей на дюйм.
lpi (англ. lines per inch) — количество линий на дюйм, разрешающая способность графических планшетов (дигитайзеров).
spi (англ. samples per inch) — количество сэмплов на дюйм; плотность дискретизации (sampling density), в том числе разрешение сканеров изображений.
4. Основы теории цвета. Цвет в машинной графике.
Колориметрия – наука о цвете и его измерении.
Постулаты Грассмана:
Цвет трёхмерен. Для его описания необходимо три компоненты.
Если в смеси 3х цветовых компонентов 1 цвет меняется непрерывно в то время, как 2 других остаются неизменными, то смесь также изменяется непрерывно.
Цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонентов.
Цветовой тон определяется преобладающей длиной волны в спектре излучения. Позволяет отделить один цвет от другого.
Яркость определяется энергией, интенсивностью света излучения. Выражает количество воспринимаемого цвета.
Насыщенность (чистота тона) выражает долю присутствия белого цвета. В идеально-чистом цвете примесь белого отсутствует.
,
где к1..3 – количества смешиваемых цветов, Ц1..3 – линейно-независимые базисные цвета.