Тема теоретични основи на компютърната графика



Дата26.08.2016
Размер70.99 Kb.
Тема 1. ТЕОРЕТИЧНИ ОСНОВИ НА КОМПЮТЪРНАТА ГРАФИКА.

Компютърната графика е част от ИТ, която изучава методите и средствата свързани със създаването, обработка, съхраняване и разпространение на графични изображения. Наличието на цветове, форми и контури в изображенията е с по-силно въздействие при възприемането, отколкото един прекрасно форматиран текст. Ето защо, компютърната графика е най-привлекателната страна от използването на информационните технологии за мнозина потребители.



Видове компютърна графика.

Според начина на построяване на изображението компютърната графика се разделя на три основни вида:



  Растерна графика. Изображението се състои от точки /пиксели/, еднакви по размер и различни по цвят.

Благодарение особеностите на нашето зрение и микроскопичните размери на пикселите, отделните точки се сливат в цялостно изображение.



Този метод на работа определя предназначението на повечето графични редактори като средства за обработка, а не толкова за създаване на графични изображения.

За всяка точка от растерното изображение се съхранява информация във файла, който го съдържа. Това е информация за нейното местоположение в растера /решетката/ и цвета, който тя притежава. Тази информация увеличава обема на файла, в които се съхранява изображението. Оттук идва и основния проблем с растерните изображения, а това са големите по обем файлове.

Върху големината на файла оказват влияние и други два фактора – разделителна способност на изображението и броят на цветовете , които се съдържат в него.



Разделителна способност на изображението.

Тя се определя от броя на точките на инч и се измерва в dpi / dots per inch / .



Екранна разделителна способност. При работа с растерно изображение върху екрана на монитора оптималната стойност е 72 dpi, тъй като самият екран работи с такава разделителна способност.

Печатащи устройства. При тях най-често се работи с разделителна способност в диапазон от 300 до 600 dpi и повече при професионалните системи. Поради това, отпечатването на растерно изображение с разделителна способност 72 dpi върху хартиен носител не притежава качеството, което се наблюдава на монитора.

Брой на цветовете. При съхраняването на информация за цветовете във файла на изображението определящо значение има техният брой. Ако изображението е черно-бяло, т. е. има само контур и запълнени с черно участъци, то е достатъчен 1 бит за определяне цвета на всяка точка. Когато изображението съдържа 16 цвята, то необходимият обем информация за кодиране на цвета се събира в 4 бита. При 256 различни цвята вече са необходими 8 бита за всяка точка, а за получаването на естествена картина с 16,5 милиона цвята обемът скача на 24 бита.

Друг съществен недостатък на растерните изображения е невъзможността те да се увеличават за да се разгледат детайлите. При увеличаване размера на изображението се увеличава и размерът на точките, от които то се състои. Този ефект на изкривяване или понижаване качеството на изображението се нарича пикселизация / фиг.1, фиг2, фиг3 /.



 

Фиг1 .




Векторна графика. И зображението е съставено от множество обекти изградени от вектори. Основен елемент е линията, която може да бъде права, отсечка, крива от втори ред, крива от трети ред. Тя се представя във вид на формула, а не като съвкупност от точки, както е при растерната графика. От съчетанието на няколко линии се получава формата на даден обект в изображението. При визуализиране на даден обект върху екрана програмата първо изчислява по формулата неговия вид, а след това го представя. Работи се със самите обекти, а не с линиите, поради което графиката е известна още като обектноориентирана графика.Не по-малко значима е и точката, която се представя с две числа (х , y ), определящи местоположението й спрямо началото на координатната система.

Векторната графика повече се използва за създаване на изображения и по-малко за тяхната обработка.

В пример са дадени две векторни изображения създадени с растерен графичен редактор photoshop.



Всеки обект във векторната графика има определени свойства. При линиите това са форма, дебелина, цвят и вид (плътна, пунктирана и др.). Затворените линии притежават свойството запълване . То може да бъде с цвят текстура, шаблон.

Всяка незатворена линия притежава два края наречени възли. Те имат също свойства. Възлите определят вида на линията и как тя ще е свързана с останалите линии.

Широко приложение във векторната графика са намерили кривите на Безие. Построяването на такива криви става с двойка допирателни прекарани към линията в нейните възли.

В програмите за векторна графика допирателните се представят като отсечки, единият край, на които съвпада с възела на линията и чрез влачене на мишката потребителя може да огъва линията. Формата на линията зависи както ъгъла на наклона на допирателната така и от дължината на отсечката.

Предимства - при векторната графика не възникват проблеми, които са свързани с увеличаване на изображението,



защото процесът увеличаване е автоматично свързан с преизчисляване на формулите на кривите, от които е изградено изображението и следователно новополученото изображение е с нови параметри. Векторната графика за разлика от растерната се използва за създаване на нови изображения и по-малко за обработка на стари.

Приложение - в подготовката на разнообразни материали за печат в дизайнерски бюра, издателства, рекламни агенции и т. н.

Основни редактори работещи с векторна графика са : Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Freehand.



Фрактална графика.

Изображението се конструира от уравнения или система от уравнения. В паметта на компютъра не се съхраняват никакви обекти. При промяна на коефициентите на уравнението се променя видът на изображението.

Основен принцип на построяването е наследяването. По същността си това е изображение, което в основата си се състои от елементи от същия вид, но с по-малък размер, а тяхното изграждане има същите елементи, но с още по-малък размер и т.н.

Например един от най-простите обекти е фракталния триъгълник. Това е равностранен триъгълник чиито страни са разделени на три равни части. В техните среди са построени равностранни триъгълници, към страните на последните триъгълници също са построени равностранни триъгълници на същия принцип и т.н. По този начин се поражда фракталната структура.

Много обекти в природата, като снежинките, кристалите, растенията и др. притежават фрактални свойства. При тяхното увеличаване с микроскоп се откриват структури, аналогични на изходната

1. Компютърно цветознание

Работата с цветове е една от основните дейности, които потребителят извършва в компютърната графика. Графичните редактори предлагат многообразие от цветове и нюанси за конструирането на изображението. При съхраняване му заедно с неговото начертание във файла се запазва и цветовата палитра в която то е създадено.



Цветът е комбинация от физиологическа реакция на окото и психологическа интерпретация на зрителното възприятие. Всички цветове се описват с три термина:

•  цветови тон / Hue/


•  наситеност /Saturation/
•  яркост /Brightness/

Тези компоненти изграждат цветовия модел HSB .

Цветовият тон е червен, зелен, син и пр. Наситеността е степента на смесване на чистия цвят с бял. Яркостта е количеството лъчиста енергия постъпила в окото.

Цветови модели са пространствени координатни системи за числово описание на цветовете. Те организират видимите цветове в обемни графични модели /куб, цилиндър сфера/ по чийто оси /радиуси/ се представят количествено приетите за модела параметри - Hue, Saturation, Brightness. Основната функция на цветовите модели е да представят цветовете обективно в числова форма. Така цветовете се интерпретират еднакво от различните хора, компютри и приложни програми.

На фиг.1 илюстрацията показва модела HSB , в който A е наситеност, B – цветови тон, C – ярост, D – спектър на всички тонове.



Цветови режим / Color Mode / е:

•  програмен еквивалент /например RGB Mode / на даден цветови модел / RGB /, съобразен с програмата и приложната среда /компюютър, монитор и др. устройства/;

•  програмен цветови модел на област от видимите цветове, създаден за спецефични художествени цели.

Цветово пространство е вариант на цветовия модел, отличаващ се със специфичен диапазон от цветове.

Цветова гама е диапазонът от цветове, които могат да бъдат възприети или възпроизведени от сензорите или осветителите /фосфори, мастила, тонери, емелсии, фотоелементи/ на дадена цветна изобразителна техническа система - монитор, принтер, еспонатор, скенер, цифрова камера.

Цветова дълбочина

При кодиране на изображението е важно да се определи неговата цветова дълбочина или разрядност. Това е броят на битовете, отделени за описване цвета на всеки пиксел. Един бит информация осигурява две възможни стойности или определя цвета на всяка точка при монохромен режим /черно-бяло изображение/. Ако се отделят 8 бита /един байт/ за съхраняване на цвета, може да се закодират 256 различни цветови нюанси - получава се основната цветова палитра.

При 16 бита /2 байта/ възможността за запазване на цветове е 65 536 цвята. Този режим е известен като High Color .

За получаването на цветове, като естествените в природата са необходими 24 бита /3 байта/. С тяхна помощ се генерират 16,5 милиона различни цвята - това е така нареченият режим True Color .



На практика често се налага смесване на няколко основни цвята, при което се получават цветови нюанси или съставни цветове, а нюансът с които основният цвят участва се нарича интензитет. Диапазонът на този интензитет е от 0 до 255 и информацията за него се съхранява в 1 байт.

 

 


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница