Омпьютерная графика. Определение. Классификация. Задачи компьютерной графики.
Компьютерная графика – это наука, предметом изучения которой является создание, хранение и обработка моделей и их изображений с помощью ЭВМ, т.е. это раздел информатики, в котором изучаются методы и средства для преобразования данных в графическую форму или из графической формы в данные с применением ЭВМ. Компьютерная графика тесно связана с понятием модель.
Различают 3 вида компьютерной графики: растровая, векторная и фрактальная графика.
Растровый метод – изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Массив простейших элементов (пикселей), каждый пиксель имеет строго определенное положение и одно единственное свойство – цвет. Массив кодов определяющих цвет пикселей хранится в области памяти - буфер кадра. Глубина буфера кадра говорит о количестве бит выделенных для хранения информации об одном пикселе. Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художниками, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото– и видеокамеры. Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации.
Векторный– это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и дуг и т. д. В данном случае вектор – это набор данных, характеризующих какой–либо объект. Программные средства для работы с векторной графикой предназначены для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики много проще.
Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальная графика, как и векторная – вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.
В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи:
1) представление изображения в компьютерной графике;
2) подготовка изображения к визуализации;
3) создание изображения;
4) мосуществление действий с изображением.
Классификация областей применения компьютерной графики:
1) Моделирование – создание и представление 3–х мерных моделей.
2) Визуализация – рендеринг (создание плоских изображений 3-х мерных моделей)
3) Обработка плоских изображений - имейджинг
4) Анимация – имитация изменений изображения во времени
5) Пользовательский интерфейс
В случае, если пользователь может управлять характеристиками объектов, то говорят об интерактивной компьютерной графике, т.е. способность компьютерной системы создавать графику и вести диалог с человеком в реальном масштабе времени. В настоящее время почти любую программу можно считать системой интерактивной компьютерной графики.