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.