Слайд 3Векторная графика – вид компьютерной графики, в которой создание картинки происходит посредством
![Векторная графика – вид компьютерной графики, в которой создание картинки происходит посредством](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-2.jpg)
математического описания.
Векторная графика – набор графических примитивов (линий, окружностей, многоугольников и пр.), описанных с помощью математических формул.
Файл векторного рисунка располагает сведениями о позициях точек и о линии, которая проходит по опорным точкам.
Незаменимость векторной графики проявляется:
При изготовлении чертежей;
При составлении карт и разных схем;
В полиграфическом дизайне и пр.
Слайд 4Основные достоинства и недостатки векторной информационной модели.
Достоинства:
При желании автора, векторное изображение
![Основные достоинства и недостатки векторной информационной модели. Достоинства: При желании автора, векторное](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-3.jpg)
можно структурировать с любой степенью детализации. Произвольному фрагменту изображения можно поставить в соответствие именованный графический объект или именованную связанную группу графических объектов векторной информационной модели.
Геометрические преобразования векторных изображений выполняются с помощью простых операций. В процессе масштабирования изображение не искажается, визуальная информация не теряется, артефакты (визуальный шум) не появляются. Кроме того, ширина линий векторного изображения по желанию может оставаться при масштабировании неизменной или меняться в соответствии с масштабом.
Слайд 5
Достоинства:
Векторная модель изображения сравнительно компактна, объем требующейся для ее размещения в
![Достоинства: Векторная модель изображения сравнительно компактна, объем требующейся для ее размещения в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-4.jpg)
памяти зависит только от количества графических объектов, входящих в ее состав, но не от размера изображения.
Для представления текстов в векторной модели предусмотрены специальные классы объектов. Это позволяет работать с текстом удобными методами редактирования и форматирования на любой стадии графического проекта, не снижая качество воспроизведения текста, который преобразуется в изображении только при рендеринге.
Слайд 6Недостатки:
Сложность в освоении, что обусловлено включением в состав модели большого числа
![Недостатки: Сложность в освоении, что обусловлено включением в состав модели большого числа](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-5.jpg)
классов графических объектов. На изучение этих классов и методов работы с ними требуется немало времени.
Данная модель не является унифицированной. В разных программных средствах компьютерной графики используется различная номенклатура классов графических объектов и различные структуры классов составных графических объектов. За счет этого переход на новый векторный графический редактор может потребовать значительных затрат времени и труда на изучение новой версии векторной информационной модели.
Слайд 7Недостатки:
Автоматическое построение векторной модели изображения представляет собой очень сложную задачу. Программы
![Недостатки: Автоматическое построение векторной модели изображения представляет собой очень сложную задачу. Программы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-6.jpg)
трассировки позволяют преобразовать пиксельное изображение в векторное представление, но они не могут автоматически структурировать получившуюся совокупность векторных объектов, из-за чего утрачивается основное достоинство векторной информационной модели. Поэтому большая часть векторных информационных моделей составляется пользователями вручную.
Техника работы с этой моделью плохо приспособлена для создания фотореалистичных изображений. Векторные изображения, как правило, слишком резкие, плоскостные, «мультяшные». Чтобы добиться реалистичности векторного изображения, необходима сложная информационная модель и большой опыт работы с графическим редактором.
Слайд 9Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или точек цветов (обычно
![Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или точек цветов (обычно](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-8.jpg)
прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.
Важными характеристиками изображения являются:
количество пикселов – разрешение. Может указываться отдельно количество пикселов по ширине и высоте (1024*768, 640*480,…) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселах);
количество используемых цветов или «глубина цвета» (эти характеристики имеют следующую зависимость: N = 2I, где N - количество цветов, а I - глубина цвета);
цветовое пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.
Слайд 10Для формирования пиксельной информационной модели изображения выполняется его растрирование.
Растрированием называется разбиение плоскости
![Для формирования пиксельной информационной модели изображения выполняется его растрирование. Растрированием называется разбиение](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-9.jpg)
на одинаковые по форме выпуклые области, прилегающие друг к другу без зазоров – элементы растра.
Простейшие варианты растрирования выполняются с помощью квадратных, прямоугольных и правильных шестиугольных элементов.
Растрирование представляет собой частный случай тесселяции – процедуры, при которой на форму получающихся элементов не накладывается требование выпуклости.
Слайд 11Затем в пределах каждого из элементов растра выполняется усреднение цветовой характеристики.
Если
![Затем в пределах каждого из элементов растра выполняется усреднение цветовой характеристики. Если](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-10.jpg)
вся площадь элемента окрашена одним цветом, цветовая характеристика остается неизменной.
Если в пределах элемента имеются области различных цветов, выводится усредненное значение в соответствии с алгоритмом усреднения.
После выполнения усреднения элемент растра становится пикселом – элементарным объектом пиксельного изображения. Итак, пиксел (в некоторых публикациях пиксель) – это элемент растра изображения с усредненной цветовой характеристикой.
Совокупность всех пикселов, составляющих изображение, также называется растром.
Слайд 12Размер пиксельной информационной модели изображения не зависит от его сложности, а определяется
![Размер пиксельной информационной модели изображения не зависит от его сложности, а определяется](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-11.jpg)
только его размерами и числом пикселов в растре.
Слайд 13Основные достоинства и недостатки пиксельной информационной модели.
Достоинства:
Процедура построения пиксельной информационной
![Основные достоинства и недостатки пиксельной информационной модели. Достоинства: Процедура построения пиксельной информационной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-12.jpg)
модели легко автоматизируется. Сканирование позволяет строить пиксельную информационную модель плоского отпечатка, фотографирование цифровой камерой – реальной сцены или объекта, трехмерное моделирование с последующим рендерингом – сцены или объекта виртуального мира.
Однородная структура данных пиксельной модели позволяет редактировать изображение на любом уровне глобальности. Одним и тем же способом можно, например, изменить цветовую характеристику как всего изображения, так и единственного пиксела. Это позволяет выполнять очень тонкую корректировку изображений.
Слайд 14Достоинства:
При малых размерах пикселов изображение может быть очень реалистичным, передавая все
![Достоинства: При малых размерах пикселов изображение может быть очень реалистичным, передавая все](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-13.jpg)
мелкие детали и цветовые нюансы.
Алгоритм рендеринга базовой пиксельной информационной модели достаточно прост и не требует большой вычислительной мощности и продолжительного времени. Вывод контрольного изображения на экран и на печать осуществляется сравнительно быстро.
Слайд 15Недостатки:
Число пикселов в растре жестко фиксируется в момент построения модели. При
![Недостатки: Число пикселов в растре жестко фиксируется в момент построения модели. При](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-14.jpg)
необходимости увеличить размеры изображения приходится либо менять размеры пикселов, либо повторять процедуру построения растра – выполнять повторное растрирование. И то, и другое приводит к нежелательным последствиям, выражающимся в резком снижении качества изображения и появлении артефактов. На рис показан пример увеличения размеров пиксельного изображения: отчетливо видны зазубривание кромок и появление вдоль них размытой зоны.
Слайд 16Недостатки:
При необходимости уменьшить размеры изображения при сохранении параметров растра (числа пикселов)
![Недостатки: При необходимости уменьшить размеры изображения при сохранении параметров растра (числа пикселов)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-15.jpg)
устройство печати не сможет воспроизвести пикселы слишком малого размера, и часть визуальной информации утрачивается в процессе рендеринга. При сохранении размеров пикселов приходится выполнять повторное растрирование, что приводит к тем же результатам.
Базовая пиксельная модель слабо структурирована. В отличие от векторной модели, в ней невозможно связать структурные части модели со структурными компонентами изображаемых объектов или сцен. Это приводит к значительным затруднениям при выделении таких компонентов для последующего редактирования. Из-за этого при работе с пиксельным графическим редактором много времени уходит на выполнение вспомогательных операций выделения части изображения.
Слайд 17Недостатки:
Если графический проект требует отпечатков крупного размера и большой четкости при
![Недостатки: Если графический проект требует отпечатков крупного размера и большой четкости при](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-16.jpg)
высокой точности воспроизведения цвета, пиксельная информационная модель становится слишком громоздкой. Время обработки такой модели резко возрастает, и с ней приходится работать по частям.
Слайд 19Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия.
Здесь в основу метода построения
![Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. Здесь в основу метода построения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-18.jpg)
изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.
Слово фрактал образовано от латинского «fractus» и в переводе означает «состоящий из фрагментов». Оно было предложено математиком Бенуа Мандельбротом в 1975 году для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур, которыми он занимался.
Слайд 20Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому.
![Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-19.jpg)
Одним из основных свойств фракталов является самоподобие. Объект называют самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга.
Фракталы делятся на группы. Самые большие группы это:
геометрические фракталы;
алгебраические фракталы;
стохастические фракталы.
Слайд 21Геометрические фракталы строятся поэтапно. Сначала изображается основа, затем некоторые части основы заменяются
![Геометрические фракталы строятся поэтапно. Сначала изображается основа, затем некоторые части основы заменяются](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-20.jpg)
на фрагмент. На каждом следующем этапе части уже построенной фигуры, аналогичные замененным частям основы, вновь заменяются на фрагмент, взятый в подходящем масштабе. Всякий раз масштаб уменьшается. Когда изменения становятся визуально незаметными, считают, что построенная фигура хорошо приближает фрактал и дает представление о его форме.
Слайд 22Алгебраические фракталы
Это самая крупная группа фракталов. Они оправдывают своё название, так как
![Алгебраические фракталы Это самая крупная группа фракталов. Они оправдывают своё название, так](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-21.jpg)
строятся на основе алгебраических формул, иногда довольно простых.
Слайд 23Стохастические фракталы образуются путем многократных повторений случайных изменений каких-либо параметров. В результате
![Стохастические фракталы образуются путем многократных повторений случайных изменений каких-либо параметров. В результате](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-22.jpg)
итерационного процесса получаются объекты очень похожие на природные фракталы – несимметричные деревья, изрезанные лагунами береговые линии островов и многое другое. Двумерные стохастические фракталы используются преимущественно при моделировании рельефа местности и поверхности моря.
Слайд 24С точки зрения машинной графики, фрактальная геометрия незаменима при генерации искусственных облаков,
![С точки зрения машинной графики, фрактальная геометрия незаменима при генерации искусственных облаков,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-23.jpg)
гор, поверхности моря. Фактически, благодаря фрактальной графике, найден способ эффективной реализации сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные. Геометрические фракталы на экране компьютера – это узоры, построенные самим компьютером по заданной программе.
Слайд 26Трёхмерная графика – раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных,
![Трёхмерная графика – раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-25.jpg)
так и аппаратных), призванных обеспечить пространственно-временную непрерывность получаемых изображений.
3D-моделирование – это процесс создания трехмерной модели объекта. Задача 3D-моделирования – разработать визуальный объемный образ желаемого объекта. С помощью трехмерной графики можно и создать точную копию конкретного предмета, и разработать новое, даже нереальное представление до сего момента не существовавшего объекта.
Трёхмерное изображение отличается от плоского построением геометрической проекции трёхмерной модели сцены на экране компьютера с помощью специализированных программ.
Слайд 27Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги:
1) Моделирование. На данном этапе
![Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги: 1) Моделирование. На](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-26.jpg)
создаётся трёхмерная математическая модель сцены и объекты в ней.
Моделирование сцены (виртуального пространства моделирования) включает в себя несколько категорий объектов:
Геометрия (построенная с помощью различных техник модель, например, здание)
Материалы (информация о визуальных свойствах модели, например, цвет стен и отражающая/преломляющая способность окон)
Источники света (настройки направления, мощности, спектра освещения)
Виртуальные камеры (выбор точки и угла построения проекции)
Силы и воздействия (настройки динамических искажений объектов, применяется в основном в анимации)
Дополнительные эффекты (объекты, имитирующие атмосферные явления: свет в тумане, облака, пламя и пр.).
Слайд 282) Текстурирование – назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также настройку
![2) Текстурирование – назначение поверхностям моделей растровых или процедурных текстур (подразумевает также](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/874851/slide-27.jpg)
свойств материалов – прозрачность, отражения, шероховатость и пр.);
3) Освещение – установка и настройка виртуальных источников света;
4) Анимация (в некоторых случаях) – придание движения объектам;
5) Динамическая симуляция (в некоторых случаях) – автоматический расчёт взаимодействия частиц, твёрдых/мягких тел и пр. с моделируемыми силами гравитации, ветра, выталкивания и др., а также друг с другом;
6) Рендеринг (визуализация) – построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью.
7) Композитинг (компоновка) – доработка изображения;
8) Вывод полученного изображения на устройство вывода – дисплей или специальный принтер.