- Сферы применения компьютерной графики
- Способы создания цифровых графических объектов
- Растровая и векторная графика
- Форматы графических файлов
- знать определения: графический объект, компьютерная графика, растровая графика, векторная графика
- знать форматы графических файлов
- уметь создавать цифровые графические объекты
- уметь определять объём сканированного изображения
При работе на первых компьютерах результатами расчётов являлись длинные колонки чисел. Они печатались на бумаге, после чего человеку было необходимо их обработать, используя бумагу, карандаши, чертёжные инструменты, чтобы понять и осознать полученные результаты в более понятной и наглядной форме. Таким образом производилась ручная графическая обработка результатов вычислений.
Технический прогресс, развитие и совершенствование ЭВМ позволило автоматизировать процессы графической обработки: сначала стало возможным получать рисунки в символьной печати, которые были похожи на мозаику. Затем появились графопостроители (плоттеры), которые наносили на бумагу графики, диаграммы, чертежи. А как только появились графические дисплеи, человек смог увидеть на экране рисунки и чертежи.
Знание основ компьютерной графики и умение их использовать на простейшем бытовом уровне становится неотъемлемым элементом компьютерной грамотности современного человека. На данный момент существует множество сфер применения компьютерной графики.
Сферы применения компьютерной графики
Любые рисунки, графические изображения, чертежи, фотографии называют графическими объектами.
Под компьютерной графикой понимают:
- Область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки изображений.
- Любые графические объекты, созданные или обработанные с помощью компьютера.
Основными направления работы в компьютерной графике являются:
- представление изображения в компьютерной графике;
- подготовка изображения к визуализации;
- создание изображения;
- осуществление действий с изображением.
Выделим основные направления использования компьютерной графики:
- компьютерное моделирование;
- системы автоматизированного проектирования;
- медицина (рис. 1);
- компьютерные игры;
- киноиндустрия;
- обучающие программы;
- реклама и дизайн;
- мультимедиа презентации;
- Интернет.
Способы создания цифровых графических объектов
Графические объекты, сохранённые на компьютерных носителях, называют цифровыми графическими объектами.
Рассмотрим несколько способов создания цифровых графических объектов.
- Копирование готовых графических объектов с устройств внешней памяти и скачивание из Интернета.
- Использование сканера для ввода графического объекта, изначально находящегося на бумажном носителе.
- Использование программного обеспечения для создания новых графических изображений. Используются специальные программы — графические редакторы. Например, Microsoft Paint, Gimp, Adobe Photoshop и др. (рис. 2).
Это интересно!
Использование сканера помогает вводить в компьютер информацию, которая содержится на бумажном носителе.
Сканирование происходит путём разбиения на точки — пиксели — имеющегося на бумажном носителе изображения, определения цвета каждого пикселя и его сохранения в двоичном коде в памяти компьютера.
Размеры пикселя зависят от разрешающей способности сканера, выражающейся в dpi (dotper inch — точек на дюйм) и задаётся парой чисел, например,
dpi, где первое число — число пикселей в строке, второе — количество строк.
Растровая и векторная графика
Растровая графика характеризуется представлением изображения в виде точек. Множество таких точек образуют строки и столбцы и называются растр.
Примерами растровой графики служат цифровые фотографии, отсканированные изображения, коллажи.
Первым недостатком растровой графики является их большой информационный объём, они занимают слишком много памяти компьютера. Вторым недостатком считается ухудшение качества при редактировании изображения, например, при изменении масштаба (потеря чёткости при его уменьшении и изменение цвета пикселей при его увеличении) (рис. 3).
Векторная графика формирует изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, описывающих графические объекты, и формул их построения.
Информационный объём векторного изображения значительно меньше информационного объёма растрового изображения. К тому же, при масштабировании не происходит потеря качества (рис. 4).
Векторная графика не даёт возможности получать изображения фотографического качества.
Фрактальная графика основывается на использовании математических вычислений.
Форматы графических файлов
Формат графического файла определяет способ представления графической информации на носителе.
Растровые форматы используются для хранения растровых данных. Файлы этого типа особенно хорошо подходят для хранения реальных изображений, например фотографий и видеоизображений.
Существует множество форматов, рассмотрим самые популярные из них.
Формат BMP — формат хранения растровых изображений, разработанный компанией Microsoft. С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные систему Windows. Формат BMP поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под её управлением, способен хранить до 256 цветов, так и RGB-цвет (16,7 млн оттенков).
Формат GIF — стандартный растровый формат представления изображений в сети Интернет. Формат GIF позволяет хорошо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы), записывать изображение «через строчку», поэтому можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Применяется для хранения рисунков и анимации в Интернете.
Формат JPEG — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет.
Наиболее распространёнными векторными форматами являются:
- WMF — формат, созданный для использования с ОС Windows,
- CDR — векторный формат изображения или рисунка, созданный с помощью программы Corel Draw.
Пример 1
Сканируется цветное изображение размером см. Разрешающая способность сканера dpi, глубина цвета — 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
Решение
Размеры сканируемого изображения составляют приблизительно 44 дюйма. С учётом разрешающей способности сканера всё изображение будет разбито на 4 412 001 200 пикселей.
Пример 2
Для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером пикселей сохранили в виде несжатого файла. Определите размер получившегося файла.
Решение
Пример 3
Несжатое растровое изображение размером пикселей занимает 2 Кб памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Решение
Ответ: 2 цвета.
Контрольные вопросы
1. Что такое компьютерная графика? Где она применяется?
2. Приведите примеры создания цифровых графических объектов.
3. Есть ли отличия между векторной и растровой графикой?
4. Есть ли недостатки у векторной и растровой графики?
5. Перечислите форматы растровой и векторной графики.