Компьютерная графика

      Изображение в векторном формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении), или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour).

      Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов. Такой способ представления хорош для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного содержания. 

12

Фрактальная графика

       Фрактал— объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.

     Построение фрактального рисунка осуществляется по какому-то алгоритму или путём автоматической генерации изображений при помощи вычислений по конкретным формулам. Изменения значений в алгоритмах или коэффициентов в формулах приводит к модификации этих изображений. Главным преимуществом фрактальной графики есть то, что в файле фрактального изображения сохраняются только алгоритмы и формулы.

     Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, к изображениям вне этих классов, фракталы применимы слабо. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

13

Трехмерная  графика

      Трёхмерная графика (3D-графика) изучает приёмы и методы создания объёмных моделей объектов, которые максимально соответствуют реальным. Такие объёмные изображения можно вращать и рассматривать со всех сторон. Для создания объёмных изображений используют разные графические фигуры и гладкие поверхности. При помощи их сначала создаётся каркас объекта, потом его поверхность покрывают материалами, визуально похожими на реальные. После этого делают осветление, гравитацию, свойства атмосферы ии другие параметры пространства, в котором находиться объект. Для двигающихся объектом указывают траекторию движения, скорость.

     Трёхмерная  графика (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты 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.

     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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

14

Заключение

Следствие использования графики

     Совершенно изменилась архитектура программ. Если раньше отец программирования Вирт говорил, что любая программа это алгоритм + структура данных, то с появлением компьютерной графики на персональном компьютере программа – это алгоритм + структура данных + интерфейс пользователя (графический).

      Программирование называют теперь визуальным программированием, т.е. компилятор дает большое количество диалоговых окон, где вводятся координаты и виден прообраз результата, и можно менять прообраз программы.

     В 90-х годах появился стандарт изображения схем алгоритмов UML, его используют все учебники. Он учитывает объектно-ориентированные программы и способен изображать многозадачность. Имеется возможность схемы алгоритма рисовать самому из готовых стандартных форм. Т.к. все программы используют графику (меню, товарные знаки, всякие вспомогательные изображения) их можно делать в современных компиляторах, не выходя из компилятора. UML рассматривается как международный стандарт. В нем 12 групп символов (каждая из групп с определением определенной специфики) и способов взаимосвязи между ними.

    Переход к графическому интерфейсу был вынужден тем фактом, что человек воспринимает 80% данных через картинку, и лишь 20% - через ум, чувства и т.д. 
 

         Все области применения - будь  то инженерная и научная, бизнес  и искусство - являются сферой  применения компьютерной графики.  Возрастающий потенциал ПК и  их громадное число - порядка  100 миллионов - обеспечивает соблазнительную  базу для капиталовложений и  роста. Неизвестно как долго продлиться тенденция удвоения капиталовложений, особенно под воздействием цен, однако  ожидается устойчивое 10% ежегодное повышение в последующие 5 лет. Сегодня особенно привлекательны для инвесторов компании, специализирующиеся на графических интерфейсах пользователя, объектно-ориентированных программах, виртуальной реальности и программном обеспечении параллельных процессов.

         По увеличению числа графических  терминалов от 100 в 1964 году до 50.000 в 1977 году, а уже в 1994 году 3 млн.  рабочих станций и 60 млн. ПК  используются только в США.  Машинная графика имеет сегодня  промышленную базу, оцениваемую  в 36 млрд. долл., которая обеспечивает  работой около 300 тысяч специалистов. Она продолжает лидировать в  вопросах обеспечения нашего  взаимодействия с компьютерами  и организации доступа к информации. Мы вступаем в новую эпоху  расширения полномочий графических  систем при движении по информационной супермагистрали. 
 

15

Список  использованной литературы

1. Информатика: Базовый курс/С.В.  Симонович и др. – СПб.: «Питер», 2001.
2. Компьютер рисует фантастические миры (ч.2) // Компьютер обретает разум = Artificial Intelligence Computer Images / под ред. В.Л. Стефанюка — Москва: Мир, 1990. — 240 с
3. Эдвард Энджел Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL = Interactive Computer Graphics. A Top-Down Approach with Open GL — 2-е изд. — М.: «Вильямс», 2001. — С. 592.
4. Сергеев Александр Петрович, Кущенко Сергей Владимирович Основы компьютерной графики. Adobe Photoshop и CorelDRAW - два в одном. Самоучитель — М.: «Диалектика», 2006. — С. 544.
5. Системы и средства информатики: Выпуск 4. – М.: «Наука», 1993.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

16