Компьютерная графика

ФГОУ  ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра системного анализа и обработки  информации 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по дисциплине:__________________________________________________

на тему:________________________________________________________

выполнил студент  группы_________________________________________

_______________________________________________________________

Допущен к защите

Руководитель  проекта____________________________________________

Нормо контролер_______________________________________________

                                                                          ^{(подпись, расшифровка  подписи)} 

Защищен_____________                             Оценка____________________

                                         ^(дата)

Члены комиссии________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

______________________________________________________________

                                                                ^{(подпись, дата, расшифровка  подписи)} 
 
 
 
 

Краснодар-2009

ФГОУ  ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра системного анализа и обработки  информации

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой__________________

______________________________

ЗАДАНИЕ

на  курсовую работу

Студенту:_____________группы_______________курса

Факультета___________________________________________________

специальности________________________________________________

_____________________________________________________________

                                                                                          ^{(Ф.И.О., шифр)}

Тема проекта:_________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Содержание задания:___________________________________________

______________________________________________________________

Объем работы:

а) пояснительная  записка к проекту________________лист формата  А4

б) графическая  часть_____________________________лист формата  А4

Рекомендуемая литература:______________________________________

______________________________________________________________

Срок выполнения проекта: с «___»_________по «___»_________20___г.

Срок защиты: «___»_________20___г.

                                                                                   «___»_________20___г.

                                                                                   «___»_________20___г.

Руководитель  проекта__________________________________________

                                                                                   ^{(подпись, Ф.И.О., звание, степень)}

Задание принял студент_________________________________________

                                                             ^{(подпись, дата)} 
 

Краснодар - 2009

Реферат

Ключевые слова: КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА, РАЗРЕШЕНИЕ ЭКРАНА, РАЗРЕШЕНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ЦВЕТОВОЕ РАЗРЕШЕНИЕ, ЦВЕТОВАЯ МОДЕЛЬ, RGB, CMYK, HSB, ФРАКТАЛЬНАЯ ГРАФИКА, ТРЕХМЕРНАЯ ГРАФИКА, РАСТРОВАЯ ГРАФИКА, ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА, ADOBE PHOTOSHOP, CORELDRAW.

Цель работы: рассмотреть технологию обработки  графической информации.

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. 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. 
Как и любая другая информация в ЭВМ, графические изображения хранятся, обрабатываются и передаются по линиям связи в закодированном виде - т.е. в виде большого числа бит- нулей и единиц. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную. 

      Компьютерная  графика – раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений.

      Само  понятие компьютерной графики включает в себя следующие основные понятия:

• разрешение экрана
• разрешение принтера
• разрешение изображения
• физический размер
• цветовое разрешение
• цветовая модель
• цветовая палитра

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

Введение_______________________________________________________6

1. Понятие и виды компьютерной графики________________________8
1. Фрактальная графика____________________________________10
2. Трехмерная графика____________________________________13
3. Растровая и векторная графика___________________________17
2. Представление графических данных____________________________19
1. Цветовое разрешение и цветовая модель___________________19
2. Форматы графических данных____________________________24
3. Программное обеспечение для работы с графикой________________27
1. Программные средства создания растровых изображений_____27
2. Программы векторной графики__________________________30
3. Программные средства обработки трехмерной  информации__37

Заключение___________________________________________________39

Список  использованных источников_________________________________40 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Визуализация – это естественная, исходная база развития человека, начиная с раннего детства. Поэтому пространственное воображение является фундаментальной компонентой профессиональной деятельности не только в технике, архитектуре, но и в науке, бизнесе и банковском деле.  
Увеличивается роль компьютерной геометрической и графической подготовки в образовательной сфере, расширяется предметная область иллюстративной и деловой графики с учетом общей тенденции к визуализации любой информации.  
С другой стороны конкуренция охватывает все виды человеческой деятельности, как профессиональную, так и сферу бизнеса. На передний план выступает увеличение заметности передаваемой информации. Визуальный канал занимает особое место в коммуникационной системе.  
Компьютерная графика представляет собой одну из современных технологий создания различных изображений с помощью аппаратных и программных средств компьютера, отображения их на экране монитора и затем сохранения в файле или печати на принтере.  
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. Например, 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.  
 
 

Цель работы: рассмотреть технологию обработки  графической информации.  

Задачи работы:  
- Рассмотреть понятие информационной технологии;  
- Рассмотреть виды компьютерной графики:  
« Растровая графика»,  
« Векторная графика»,  
« Трёхмерная графика»,  
« Цветовое разрешение и цветовые модели»;  
- Рассмотреть виды и назначение графического программного обеспечения:  
« Графические возможности текстовых процессоров»,  
« Растровые редакторы»,  
« Векторные редакторы»,  
« Программы САПР»;  
- Провести сравнительный анализ графического программного обеспечения;  
- Рассмотреть растровый редактор Adobe Photoshop;  
- Рассмотреть векторный редактор Corel Draw.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие и виды компьютерной графики

      Компьютерная  графика – раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений.

      Само  понятие компьютерной графики включает в себя следующие основные понятия:

• Разрешение экрана. Это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows). Измеряется в пикселах 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. 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. Измеряется также в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения – его физическим размером.
• Физический размер изображения может измеряться как в пикселах, так и в единицах длины. Он создается при создании изображения и хранится вместе с файлом.
• Цветовое разрешение. Определяет метод кодирования цветовой и информации, и от него зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно.
• Цветовая модель. Это способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех (RGB, CMYK, HSB).
• Цветовая палитра. Это таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Самый удобный для компьютера способ кодирования цвета – 24-разрядный, True Color.

      Приложения  компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается  специальное программное обеспечение, которое называется графическими программами, или графическим пакетом.

      Основные  направления:

• Научная графика. Назначение – визуализация объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов; проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.
• Деловая графика. Предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений.
• Конструкторская графика (САПР).
• Иллюстративная графика. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.
• Художественная и рекламная графика.
• Компьютерная анимация – получение движущихся изображений на дисплее.

      Несмотря  на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов  программного обеспечения, различают  всего три вида компьютерной графики:

• Растровая.
• Векторная.
• Фрактальная. Часто используется в развлекательных программах.

1. Фрактальная графика

     Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.  
Понятия фрактал, фрактальная геометрия и фрактальная графика, появившиеся в конце 70-х, сегодня прочно вошли в обиход математиков и компьютерных художников. 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.  
Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому.   Одним из основных свойств фракталов является самоподобие. Объект называют самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга. Перефразируя это определение, можно сказать, что в простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.  
В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент — равносторонний треугольник, который получил название «фрактальный». Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника. Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Полученный объект носит название «фрактальной фигуры». Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Таким образом, можно описать и такой графический элемент, как прямую.   
Изменяя и комбинируя окраску фрактальных фигур, можно моделировать образы живой и неживой природы (например, ветви дерева или снежинки), а также, составлять из полученных фигур «фрактальную композицию». Фрактальная графика, также как векторная и трёхмерная, является вычисляемой. Её главное отличие в том, что изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений, ничего кроме формулы хранить не требуется.  
Только изменив коэффициенты уравнения, можно получить совершенно другое изображение.  Эта идея нашла использование в компьютерной графике благодаря компактности математического аппарата, необходимого для ее реализации. Так, с помощью нескольких математических коэффициентов можно задать линии и поверхности очень сложной формы. 
Итак, базовым понятием для фрактальной компьютерной графики являются «Фрактальный треугольник». Затем идет «Фрактальная фигура», «Фрактальный объект»; «Фрактальная прямая»; «Фрактальная композиция»; «Объект-родитель» и «Объект наследник». Следует обратить Ваше внимание на то, что фрактальная компьютерная графика, как вид компьютерной графики двадцать первого века получила широкое распространение не так давно.  
Её возможности трудно переоценить. Фрактальная компьютерная графика позволяет создавать абстрактные композиции, где можно реализовать такие композиционные приёмы как, горизонтали и вертикали, диагональные направления, симметрию и асимметрию и др. Сегодня немногие компьютерщики в нашей стране и за рубежом знают фрактальную графику. С чем можно сравнить фрактальное изображение?  
Ну, например, со сложной структурой кристалла, со снежинкой, элементы которой выстраивается в одну сложную структуру. Это свойство фрактального объекта может быть удачно использовано при составлении декоративной композиции или для создания орнамент. Сегодня разработаны алгоритмы синтеза коэффициентов фрактала, позволяющего воспроизвести копию любой картинки сколь угодно близкой к исходному оригиналу.  
С точки зрения машинной графики фрактальная геометрия незаменима при генерации искусственных облаков, 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. Помимо фрактальной живописи существуют фрактальная анимация и фрактальная музыка.    
Создатель фракталов — это художник, скульптор, фотограф, изобретатель и ученый в одном лице. Вы сами задаете форму рисунка математической формулой, исследуете сходимость процесса, варьируя его параметры, выбираете вид изображения и палитру цветов, то есть творите рисунок «с нуля». В этом одно из отличий фрактальных графических редакторов (и в частности — Painter) от прочих графических программ.  
Например, в Adobe Photoshop изображение, как правило, «с нуля» не создается, а только обрабатывается. Другой самобытной особенностью фрактального графического редактора Painter (как и прочих фрактальных программ, например Art Dabbler) является то, что реальный художник, работающий без компьютера, никогда не достигнет с помощью кисти, карандаша и пера тех возможностей, которые заложены в Painter программистами.