Виды компьютерной графики

Понятие компьютерной графики очень обширно, и однозначно нельзя сказать, что оно в себя включает. Для одних это архитектурный дизайн, для других — спецэффекты в играх, для третьих — новые возможности в технике рисования и т.д.

Конечно, одно из наиболее интересных и перспективных направлений в этой области — трехмерное моделирование. Что вы сможете создать в такой программе — зависит только от вашего воображения, ну и еще, конечно, от возможностей программы. А какую платформу вы выберете, будут определять ваши финансовые возможности. Для дорогих графических рабочих станций, типа Indigo фирмы Silicon Graphics, предлагаются мощнейшие анимационные пакеты (Alias PowerAnimator, SoftImage). Возможности этих программ поистине безграничны. Великолепный интерфейс модуля работы с материалами, кинематика, алгоритмы расчета сложных поверхностей — всего и не перечислить. Для пользователей с более скромными запросами существуют другие варианты. Те, кто остановил свой выбор на ПК с процессором Pentium, могут выбрать программу попроще, например, 3D Studio.

Процесс создания «компьютерной» графики, рисунка или живописи по своим методологическим и художественным подходом во многом повторяет методы аналогичных традиционных видов прикладного искусства. Как и мастер, воплощающий свои идеи на холсте или бумаге с помощью пера, карандаша, цветных мелков или кисти, художник, работающий с ПК в процессе работы, решает четыре основных проблемы, а именно:

— какой способ передачи конструкции и формы изображаемых объектов наиболее эффективен в данном конкретном случае;

— каким образом скомпоновать изображенные объекты и персонажи на ограниченном поле (в данном случае — на экране монитора), чтобы получить уравновешенную для зрительного восприятия систему;

— какая цветовая гамма наиболее полно будет соответствовать настроению и уровню напряженности сюжета;

— и, наконец, какими средствами передать цвета, одновременно подчеркнув и композиционные, и художественные особенности выполняемой работы.

Под термином «компьютерная графика» принято пронимать систему и средства ввода, вывода, отображения, преобразования и редактирования графических объектов под управлением компьютера.

С учетом организации работы графической системы различают интерактивную и пассивную графику. В первом случае пользователь имеет возможность просматривать и модифицировать изображение на экране монитора, задавая команды с помощью клавиатуры и позиционирующих устройств; во-втором — дисплей используется только для вывода изображений под управлением программы без вмешательства пользователя.

В зависимости от сферы использования, графические изображения имеют различный характер и смысловую нагрузку. Выделяют художественную, символьную и деловую графику.

Художественная графика является компьютерным аналогом традиционных форм прикладного искусства (рисунка, живописи, офорта и т.д.). Символьная (псевдографика) является результатом построения изображений на экране монитора из литер текста или литер специального «графического набора». Так называемая деловая графика (бизнес-графика) использует средства графического представления информации в виде, принятом в деловой практике (например, линейные графики и столбовые диаграммы с поясняющими текстами, совмещение графиков и таблиц).

Графический редактор

Графический редактор - это программа, предназначенная для создания и обработки графического изображения.

Все графические редакторы имеют много общего:

 элемент экранного интерфейса;

 приемы использования графических инструментов;

 загрузка и сохранение данных.

Графические редакторы позволяют создавать логотипы, кнопки, надписи, фирменные визитки, бланки, брошюры и др. Необходимо различать растровую и векторную графику.

Способы представления изображения в компьютере. Типы изображений

Векторные изображения

Векторные изображения, например, созданные в программе Adobe Illustrator™, cоставляются из математически заданных линий и кривых, называемых векторами. Допустим, что при помощи векторной программы вы нарисовали в определенном месте страницы голубой круг радиусом в один дюйм. После этого вы можете перемещать этот круг, изменять его цвет и размеры программа будет выполнять все преобразования исходя из формы объекта. Векторные программы являются наилучшим средством для создания шрифтовых и высокоточных графических объектов, например, логотипов, для которых принципиально важное значение имеет сохранение четких, ясных контуров независимо от размера изображения.

Векторные изображения, которые также называют объектно-ориентированными, состоят из объектов – геометрических форм, составленных из прямых, дуг окружностей и кривых Безье. Во всех векторных форматах объекты могут варьировать толщину и цвет контура, а замкнутые объекты – еще и цвет заливки. Объекты могут накладываться, частично или полностью перекрывать друг друга. Можно перемещать и масштабировать как все изображение целиком, так и отдельные составляющие его линии и сегменты. В качестве отдельных объектов могут включаться растровые изображения и строки или абзацы текста (буквы которых могут храниться в виде геометрических форм, но допускают и более высокий уровень абстракции – разделение на собственно текст, который можно редактировать и параметры его оформления). Именно такой базовый набор возможностей предусмотрен в языке PostScript – одном из первых векторных форматов, появившемся в 1986 г. Фирма Adobe, которой принадлежит язык PostScript, разработала также первый векторный графический редактор Adobe Illustrastor, для которого PostScript был стандартным форматом файлов. В последнее время векторные форматы развиваются очень бурно – являясь по самой своей природе «сборниками абстракций» они легко заимствуют подходящие идею из соседних областей.

Некоторые из этих форматов двигаются в направлении поддержки сложных многостраничных документов с элементами логической разметки, а программы для работы с ними все больше походят на системы верстки. Другие вводят элементы анимации, мультимедиа и интерактивности. Все это сопровождается развитием собственно векторной основы графики, изобретением все новых свойств объектов и трансформаций для работы с ними. Конечно, векторные эффекты еще не так многочисленны, как растровые, но они позволяют иногда добиться в векторной графике, при сохранении всех присущих ей достоинств, таких вещей, которые до недавнего времени казались прерогативой только исключительно растра. Главное и решающее преимущество – всегда сохраняющаяся независимость объектов и невозможность совершить необратимые действия. Векторную картинку можно править и изменять бесконечно. Векторные изображения независимы от разрешающей способности устройства; они могут быть показаны или напечатаны с любым разрешением, доступным для монитора или принтера. Есть у вектора и важные практические преимущества: небольшой объем файлов (в сравнении с сопоставимыми растровыми изображениями) и независимость от разрешения устройств вывода. Популярен формат Shockwave Flash фирмы Macromidia замечательный своими богатыми интерактивными и анимационными возможностями (один из предшественников Flash – профессиональный пакет компьютерной анимации Macromidia Director).

Для статических текстовых документов популярен формат PDF (Portable Document Formt «Переносимый формат документов») фирмы Adobe, разработанный на основе PostScript со сжатием данных, обязательным инкапсулированием растровой графики и шрифтов и с возможностью использования гипертекстовых ссылок и интерактивных форм.

Основные понятия и определения векторной графики

Вектор представляет собой направленный отрезок, соединяющий две точки плоскости, и, с точки зрения математического описания, полностью определяется набором координат этих точек.

Основными графическими элементами изображения в векторном формате, как и любого другого графического изображения, является точка, отрезок прямой и кривая линия (Рис.3). Из этих элементов в конечном счете может быть построен любой объект. Кривые в векторном формате можно создавать в двух режимах. В первом случае узлы (начальная и конечная точки) вычисляются после «рисования»; во втором сначала задаются узлы кривой, а затем формируется кривизна кривой при помощи касательных. Математическое описание имеют не только отдельные графические элементы, но и целостные объекты — окружности, многоугольники и т.п., а также такие атрибуты этих объектов, как размеры, углы, толщина линии, расположение, характер заливки и прочие.

При этом компьютер сам подбирает разрешение битовой карты, избегая тем самым возможные за счет растра искажения.

В векторном формате все объекты выводятся на экран на своем индивидуальном слое. Порядок, в котором слои накладываются друг на друга, определяет, как будет выглядеть конечное изображение.

3D.Особую разновидность векторной графики представляют трехмерные форматы, из которых самый известный и чаще всего встречающийся в Интернете – язык VRML (Virtual Reality Modelling Language, «Язык моделирования виртуальной реальности»). Описываемые трехмерным форматом сцены состоят, как и векторные изображения, из математически описанных объектов, с той только разницей, что все их точки имеют по три пространственных координаты (а в форматах с поддержской анимации – еще и четвертую, временнУю координату). Кроме обычных объектов сцены могут содержать разноцветные и произвольно размещаемые источники освещения, а программа-интерпретатор покажет вам сцену с любой точки и даже позволит вам зайти внутрь и «побродить» между объектами.

Файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора команд для построения простейших графических объектов (линий, прямоугольников, окружностей и т.д.). Кроме того, в этих файлах хранится некоторая дополнительная информация. Различные векторные форматы отличаются набором команд и способом их кодирования.

Например, рассмотрим следующие векторные команды:

Окружность X, Y, <радиус> - нарисовать окружность, где (X, Y) - координаты центра, <радиус> - радиус в пикселях.

Цвет рисования <цвет> - установить текущий цвет рисования <цвет>.

Цвет закраски <цвет> - установить текущий цвет закраски <цвет>.

Описать с помощью векторных команд изображение окружности. Разрешающая способность экрана - 640x480. Координаты рисунка задаются в декартовой прямоугольной системе координат, начало которой находится в левом верхнем углу экрана.

Рис. 1 Координаты рисунка окружности