Компьютерная графика

Компьютерная графика – специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов.
Она охватывает все виды и формы представления изображений либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее)
Визуализация данных применяется в самых разных сферах человеческой деятельности: медицина (компьютерная томография), научные исследования (строение вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, конструкторские разработки.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную.
Растровая модель - это прямоугольная матрица геометрически одинаковых неделимых элементов, каждый из которых в закодированном виде хранит информацию о соответствующем ему участке изображения. Такие элементы называют пикселами (pixel)
Оцифровка изображения – процесс формирования растровой модели реального изображения с помощью специальных устройств ввода.
Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, в которой сочетаются векторный и растровый способы формирования изображения

Базовым элементом векторной графики является линия. Она описывается математически как единый объект. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий.
Кривая Безье – это особый упрощенный вид кривых третьего порядка. Метод построения кривой Безье основан на использовании пары касательных, проведенных к отрезку линии в ее окончаниях. На форму линии влияет угол наклона касательной и длина её отрезка.

Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Однако базовым элементом здесь является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится только по уравнениям. Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Цветовая модель – способ формального описания цвета на основе составляющих его компонентов.
Классификация цветовых моделей:
монохромные:
двухградационные;
полутоновые
цветные:
индексная;
полноцветная:
аддитивные;
перцепционные;
субтрактивные

Монохромные
Предназначены для рисунков, гравюр, чертежей.
Разновидность монохромных моделей – двухградационная модель, которую принято называть битовой.
В графических программах режимы, поддерживающие эту модель, обозначают как:
Bitmap (битовая карта)
Line Art (гравюра)
Black and White (черно-белый)
Monochromatic (монохромный)

Полутоновой модели соответствует режим Grayscale.
Особенность индексной или палитровой модели в том, что на каждый пиксел может выделяться от 1 до 8 бит памяти для хранения индекса цвета в таблице.
Цветные модели

Эта модель используется во всех излучающих устройствах вывода и является аппаратно-зависимой.
В этой модели на каждый пиксел выделяется по 24 бита памяти, что обеспечивает возможность кодирования более 16 млн. цветовых оттенков.
Аддитивная модель RGB
Описывает цвет на основе суммирования излучения.
Режим – RGB Color

Lightness - светлость
a - цветовая координата от зеленого до красного
b - цветовая координата от синего до желтого
Аддитивная модель Lab
Позволяет описывать практически любой цвет, является аппаратно-независимой, используется в качестве внутренней модели для пересчета значений цвета из одной модели в другую и в качестве эталонной в системах управления цветом.

Перцепционная модель HSB
Описывает цвет на основе его восприятия человеком.
(Perception – воспроизведение, ощущение)
Hue - цвет (0-360 )
Saturation - насыщенность
Brightness - яркость
о

Субтрактивная модель CMYK
Цвет на бумаге получается не за счет суммирования излучений, а за счет вычитания отдельных составляющих из белого цвета.
Эту модель используют цветные принтеры и печатные машины.
Модель является аппаратно-зависимой.