Компьютерная графика

Ключевые слова
графический объект
компьютерная графика
растровая графика
векторная графика
форматы графических файлов

Сферы применения компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла в нашу повседневную жизнь. Она применяется:
для наглядного представления результатов измерений и наблюдений
при разработке дизайнов интерьеров и ландшафтов
в тренажёрах и компьютерных играх
при создании спецэффектов в киноиндустрии
для творческого самовыражения человека

Способы создания цифровых графических объектов
Графические объекты, созданные или обработанные с помощью компьютера, сохраняются на компьютерных носителях; при необходимости они могут быть выведены на бумагу или другой подходящий носитель (плёнку, картон).
Копирование готовых
изображений с
цифровой фотокамеры,
из Интернета
Ввод графических
изображений
с помощью сканера
Создание новых
изображений с
помощью программного
обеспечения
Способы получения цифровых
графических объектов
Принцип работы сканера состоит в том, чтобы разбить имеющееся на бумажном носителе изображение на крошечные квадратики - пиксели, определить цвет каждого пикселя и сохранить его в двоичном коде в памяти компьютера.
Сканер
Цифровая фотокамера

Задача
I = 4 × 4 × 1200 × 1200 × 24 = 22 × 22 ×24× 75 × 24 × 75 × 23 × 3 =
= 75 × 75 × 3 × 215 =16875 × 215 (битов) = 16875 × 212 (байтов) =
= 16875 × 22(Кбайт) ≈ 66 (Мбайт).
Ответ: ≈ 66 Мбайт.
Сканируется цветное изображение размером 10×10 см. Разрешающая способность сканера 1200×1200 dpi, глубина цвета – 24 бита. Какой информационный объём будет иметь полученный графический файл?
I = K× i.
Решение.
Размеры сканируемого изображения составляют приблизительно 4×4 дюйма. С учётом разрешающей способности сканера всё изображение будет разбито на 4×4×1200×1200 пикселей.
K = 4×4×1200×1200
i = 24 бита
I — ?

Виды графики
В зависимости от способа создания графического изображения различают растровую, векторную и фрактальную графику.

Растровая графика
В растровой графике изображение формируется в виде растра – совокупности точек (пикселей), образующих строки и столбцы.
Растровое изображение и его увеличенный фрагмент

Векторная графика
В векторной графике изображение формируется на основе наборов данных (векторов), описывающих графические объекты и формулы их построения.
Векторное изображение, его преобразованный фрагмент и простейшие геометрические фигуры, из которых «собран» этот фрагмент

Фрактальная графика
Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях.

Сравнение растровой и векторной графики

Форматы графических файлов
Формат графического файла – это способ представления графических данных на внешнем носителе.
BMP
GIF
JPEG
WMF
EPS
Форматы графических изображений
Векторные
Растровые
Форматы графических файлов

Задача 1
Для кодирования одного пикселя используется 3 байта. Фотографию размером 2048×1536 пикселей сохранили в виде несжатого файла. Определите размер получившегося файла.
Решение.
i = 3 байта
K = 2048×1536
I — ?
I = 2048×1536×3 = 2 × 210 × 1,5 × 210 × 3 = 9 × 220 (байтов) =
= 9 (Мб).
Ответ: 9 Мб.
I = K × i

Задача 2. Несжатое растровое изображение размером
128×128 пикселей занимает 2 Кб памяти.
Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?
Решение.
K =128 ×128
I =2 Кб
N – ?
i = 2×1024 × 8/(128×128) = 2×210×23/(27×27) = 21+10+3 /27+7 =
= 214/214 = 1 (бит).
N = 21 = 2.
Ответ: 2 цвета - чёрный и белый.
I = K ×i
i = I/K
N = 2i
Задача 2

Самое главное
Компьютерная графика - это:
разные виды графических объектов, созданных или обработанных с помощью компьютеров;
область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов.
В растровой графике изображение формируется в виде растра - совокупности пикселей, образующих строки и столбцы. В памяти компьютера сохраняется информация о цвете каждого входящего в него пикселя.
В векторной графике изображения формируются на основе наборов данных (векторов), описывающих тот или иной графический объект, и формул их построения. В память компьютера заносится информация о простейших геометрических объектах, его составляющих.
Формат графического файла - это способ представления графических данных на внешнем носителе. Различают растровые и векторные форматы графических файлов, среди которых, в свою очередь, выделяют универсальные графические форматы и собственные форматы графических приложений.

Вопросы и задания
Что такое компьютерная графика?
Перечислите основные сферы применения компьютерной графики.
Каким образом могут быть получены цифровые графические объекты?
В чём разница между растровым и векторным способами представления изображения?
Почему считается, что растровые изображения очень точно передают цвет?
Какая операция по преобразованию растрового изображения ведёт к наибольшим потерям его качества - уменьшение или увеличение?
Почему масштабирование не влияет на качество векторных изображений?
Чем вы можете объяснить разнообразие форматов графических файлов?
В чём основное различие универсальных графических форматов и собственных форматов графических приложений?
Выберите (отметьте галочкой) устройства ввода графической информации:
Растровая
графика
Векторная
графика
Фрактальная
графика
В памяти компьютера хранится
математическая формула (уравнение),
по которой строится изображение
Установите соответствие:
В памяти компьютера сохраняется
информация о цвете каждого
входящего в него пикселя
В памяти компьютера сохраняется
информация о простейших
геометрических объектах,
составляющих изображение
Выберите (отметьте галочкой) графические форматы файлов: