Лекция 0Основы компьютерной графики

Содержание

Слайд 2

Полиграфия

Компьютерные игры

Научная графика

Фильмы

3D-графика имитирующая
инструмент художника

Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся

Полиграфия Компьютерные игры Научная графика Фильмы 3D-графика имитирующая инструмент художника Компьютерная графика
проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Распространение компьютерной графики

Слайд 3

Вопрос 1. Основные области применения компьютерной графики:

Научная графика
Первые компьютеры использовались лишь

Вопрос 1. Основные области применения компьютерной графики: Научная графика Первые компьютеры использовались
для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций.
Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Слайд 4

Деловая графика
Область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы

Деловая графика Область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы
учреждений. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Слайд 5

Конструкторская графика
Используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид

Конструкторская графика Используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид
компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Слайд 6

Иллюстративная графика
Это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной

Иллюстративная графика Это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной
графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Слайд 7

Художественная и рекламная графика
Ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью

Художественная и рекламная графика Ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью
компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти.

Слайд 8

Компьютерная анимация
Это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране

Компьютерная анимация Это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на
рисунки начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

Слайд 9

Вопрос 2. Виды компьютерной графики:

Различают три вида компьютерной графики. Это растровая графика,

Вопрос 2. Виды компьютерной графики: Различают три вида компьютерной графики. Это растровая
векторная графика и фрактальная графика.
Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

В растровой графике изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Такой метод представления изображения называют растровым.

Слайд 10

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные
средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели 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.

Слайд 11

Векторный метод - это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и

Векторный метод - 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 в первую очередь для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агенствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики много проще.

Слайд 13

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений

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.

Слайд 14

Фракталы - самые красивые, очаровательные и странные порождения геометрии XX века. Это

Фракталы - самые красивые, очаровательные и странные порождения геометрии XX века. Это
детища сухой математики, но они настолько эстетичны, что выставка фракталов, построенных с помощью компьютера потрясла мир, а книга организаторов выставки Хайнца-Отто Пайтгена и Петера Рихтера, "Красота фракталов" раскупалась как художественный альбом.

Слайд 15

Основное свойство фракталов - самоподобие. Любой микроскопический фрагмент фрактала в том или

Основное свойство фракталов - самоподобие. Любой микроскопический фрагмент фрактала в том или
ином отношении воспроизводит его глобальную структуру. В простейшем случае часть фрактала представляет собой просто уменьшенный целый фрактал. Отсюда основной рецепт построения фракталов: возьми простой мотив и повторяй его, постоянно уменьшая размеры. В конце концов выйдет структура, воспроизводящая этот мотив во всех масштабах, - бесконечная лестница вглубь. Берем отрезок и среднюю его треть переламываем под углом 60 градусов. Затем повторяем эту операцию с каждой из частей получившейся ломаной - и так до бесконечности. В результате мы получим простейший фрактал - триадную кривую, которую в 1904 году открыла математик Хельга фон Кох.

Слайд 16

Трехмерная графика (3D)
Трехмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты

Трехмерная графика (3D) Трехмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно
представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.
В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном.
В качестве полигона обычно выбирают треугольники.
Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы . В компьютерной графике используется три вида матриц:
- матрица поворота
- матрица сдвига
- матрица масштабирования
Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/промасштабированный относительно исходного.

Слайд 17

Вопрос 3. Представление цветов в компьютере:

Для передачи и хранения цвета в компьютерной

Вопрос 3. Представление цветов в компьютере: Для передачи и хранения цвета в
графике используются различные формы его представления. В общем случае цвет представляет собой набор чисел, координат в некоторой цветовой гамме.
Стандартные способы хранения и обработки цвета в компьютере обусловлены свойствами человеческого зрения. Наиболее распространены системы RGB для дисплеев и CMYK для работы в типографском деле.
Иногда используется система с большим, чем три, числом компонент. Кодируется спектр отражения или испускания источника, что позволяет более точно описать физические свойства цвета. Такие схемы используются в фотореалистичном трёхмерном рендеринге.