Компьютерная графика

Содержание:

1. Содержание ………………………………………………………………………… 1
2. Введение ……………………………………………………………………………. 2
3. История……………………………………………………………………………… 3
4. Компьютерная графика…………………………………………………………..… 5
1. Основные понятия компьютерной графики………………………………. .…. 6
2. Области применения компьютерной графики………………………………… 8
5. Виды компьютерной графики……………………………………………………. 10
1. Растровая графика ……………………………………………………………. 11
2. Векторная графика…………………………………………………………… .12
3. Фрактальная графика…………………………………………………………. 13
4. Трехмерная графика…………………………………………………...……… 14
6. Заключение……………………………………………………………………...… 15
7. Список использованной литературы………………………………………...….. 16

 
 

  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1

Введение 

      Представление данных на мониторе компьютера в  графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных. Графический интерфейс пользователя сегодня является стандартом “де-факто” для программного обеспечения разных классов, начиная с операционных  систем.

       Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, – компьютерная графика. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. Визуализация данных находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Для примера назовем медицину (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки.

        В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на  растровую, векторную и фрактальную.

        Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

         Особенности цветового охвата характеризуют такие понятия, как черно-белая и цветная графика. На специализацию в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.

         На стыке компьютерных, телевизионных и кинотехнологий зародилась и стремительно развивается сравнительно новая область компьютерной графики и анимации.

         Заметное место в компьютерной графике отведено развлечениям. Появилось даже такое понятие, как механизм графического представления данных (Graphics Engine). Рынок игровых программ имеет оборот в десятки миллиардов долларов и часто инициализирует очередной этап совершенствования графики и анимации.

         Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы

основаны на передовых достижениях фундаментальных  и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание  справедливо как для программных, так и для аппаратных средств  создания и обработки изображений  на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики  и во многих случаях выступает  “локомотивом”, тянущим за собой  всю компьютерную индустрию.

2

История

        История развития компьютерной графики началось уже в 20 веке и продолжается сегодня. Не секрет то, что именно графика способствовала быстрому росту быстродействию компьютеров.

        Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры.

       1940-1970гг. – время больших компьютеров (эра до персональных компьютеров). Графикой занимались только при выводе на принтер. В этот период заложены математические основы.

        В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры («Космические войны») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.

          В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.

           Особенности: пользователь не  имел доступа к монитору, графика  развивалась на математическом  уровне и выводилась в виде  текста, напоминающего на большом  расстоянии изображение. Графопостроители  появились в конце 60-х годов  и практически были не известны.

          В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.

           В 1968 году группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка»[1], который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер.

         Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электронно-лучевой трубке.

        1971-1985гг. – появились персональные компьютеры, т.е. появился доступ пользователя к дисплеям. Роль графики резко возросла, но наблюдалось очень низкое быстродействие компьютера. Программы писались на ассемблере. Появилось цветное изображение (256).

         Особенности: этот период характеризовался зарождением реальной графики.

        1986-1990гг. – появление технологии Multimedia (Мультимедиа). К графике добавились обработка звука и видеоизображения, общение пользователя с компьютером расширилось.

        Особенности: появление диалога пользователя с персональным компьютером; появление анимации и возможности выводить цветное изображение.

3

       1991-2008гг. – появление графики нашего дня Virtual Reality. Появились датчики перемещения, благодаря которым компьютер меняет изображения при помощи сигналов посылаемых на него. Появление стереоочков (монитор на каждый глаз), благодаря высокому быстродействию которых, производится имитация реального мира. Замедление развития этой технологии из-за опасения медиков, т.к. благодаря Virtual Reality можно очень сильно нарушить психику человека, благодаря мощному воздействию цвета на неё. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4

Компьютерная  графика

        Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

       Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета.          Иногда предприятия заказывают такую работу специальным дизайнерским бюро или рекламным агентствам, но часто обходятся собственными силами и доступными программными средствами.

 Без компьютерной  графики не обходится ни одна  современная программа. Работа  над графикой занимает до 90% рабочего  времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения.

        Основные трудозатраты в работе редакций и издательств тоже составляют художественные и оформительские работы с графическими программами.

 Необходимость  широкого использования графических  программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета и, в первую очередь, благодаря службе World Wide Web, связавшей в единую "паутину" миллионы "домашних страниц". У страницы, оформленной без компьютерной графики мало шансов привлечь к себе массовое внимание.

         Почти с момента создания ЭВМ  появилась и компьютерная графика,  которая сейчас считается неотъемлемой  частью мировой технологии. По началу это была лишь векторная графика - построение изображения с помощью так называемых "векторов" - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые.

         С развитием компьютерной техники  и технологий появилось множество  способов постройки графических  объектов. Но для начала, определимся  с термином "графический объект". Графический объект - это либо  само графическое изображение  или его часть. В зависимости  от видов компьютерной графики  под этим термином понимаются, как и пиксели или спрайты  (в растровой графике), так и  векторные объекты, такие как  круг, квадрат, линия, кривая и  т.д. (в векторной графике). 
 
 
 
 
 
 
 

5

Основные  понятия компьютерной графики

     В  компьютерной графике с понятием  разрешения обычно происходит  больше всего путаницы, поскольку  приходится иметь дело сразу  с несколькими свойствами разных  объектов. Следует четко различать:  разрешение экрана, разрешение печатающего  устройства и разрешение изображения.  Все эти понятия относятся  к разным объектам. Друг с другом  эти виды разрешения никак  не связаны пока не потребуется  узнать, какой физический размер  будет иметь картинка на экране  монитора, отпечаток на бумаге  или файл на жестком диске. 

      Разрешение экрана - это свойство  компьютерной системы (зависит  от монитора и видеокарты) и  операционной системы (зависит  от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселах (точках) и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.

      Разрешение принтера - это свойство  принтера, выражающее количество  отдельных точек, которые могут  быть напечатаны на участке  единичной длины. Оно измеряется  в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.

      Разрешение изображения - это  свойство самого изображения.  Оно тоже измеряется в точках  на дюйм - dpi и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Так, для просмотра изображения на экране достаточно, чтобы оно имело разрешение 72 dpi, а для печати на принтере - не меньше как 300 dpi. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения.

      Физический размер изображения  определяет размер рисунка по  вертикали (высота) и горизонтали  (ширина) может измеряться как  в пикселах, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.    Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселах, чтобы знать, какую часть экрана оно занимает.    Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет.