Компьютерная графика

Принципы, лежащие  в основе последних пакетов, полностью  меняют представления о векторной  графике. CorelXara 1.5 реализует качественно  новый подход к визуализации, располагает  потрясающими средствами создания выходных файлов .GIF и JPEG и феноменально быстрым  внешним модулем браузера для  работы с векторной графикой. Пакет Expression 1.0 фирмы Fractal Design позволяет строить  контуры из других сложных векторных  графических изображений, предоставляя в распоряжение пользователя бесконечное разнообразие визуальных возможностей, недостижимое с помощью других программ.

      Основным  элементом изображения в векторной  графике является линия. Объекты  векторной графики хранятся в  памяти в виде набора параметров. Перед  выводом на экран каждого объекта  программа производит вычисления координат  экранных точек в изображении  объекта, поэтому векторную графику  иногда называют вычисляемой графикой.

      Как и все объекты, линии имеют  свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена  цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет  две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина  линии и как две линии сопрягаются  между собой.

      В основе векторной графики лежат  математические представления о  свойствах геометрических фигур. Рассмотрим несколько видов линий:

• Точка. На плоскости задается двумя числами (х, у), определяющими ее положение относительно начала координат.
• Прямая линия. Обычно график прямой линии описывается уравнением y=kx+b. Зная параметры k и b, всегда можно нарисовать бесконечную прямую линию в известной системе координат.
• Кривая второго порядка. К кривым второго порядка относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности и другие линии, уравнения которых не содержат степеней выше второй. Прямые линии – это частный случай кривых второго порядка. Отличаются кривые второго порядка тем, что не имеют точек перегиба. Самая общая формула кривой второго порядка может выглядеть, например, так: x²+ay²+a₂xy+a₃x+a₄y+a₅=0.
• Кривая третьего порядка. Эти кривые могут иметь точку перегиба. Кривые третьего порядка хорошо соответствуют тем линиям, которые можно наблюдать в живой природе, поэтому в качестве основных объектов векторной графики используют именно такие линии. Все прямые и кривые второго порядка являются частными случаями кривых третьего порядка. В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать так:  x³+ay³+a₂x²y+a₃x y²+ a₄x²+ a₅y++a₆xy+a₇x+a₈y + a₉=0.
• Кривые Безье. Это частный случай отрезков кривых третьего порядка. Для их описания необходимо меньше параметров, и потому работать с ними удобнее. Метод построения кривой Безье основан на использовании пары касательных, проведенных к линии в точках ее концов. На практике эти касательные выполняют роль рычагов, с помощью которых линию изгибают так, как это необходимо. На форму линии влияет не только угол наклона касательной, но и длина ее отрезка.

      Большинство векторных редакторов для изображения  и хранения кривых линий используют именно кривые Безье.

     CorelDraw предназначен для работы с векторной графикой и является несомненным лидером среди подобных программ. Популярность CorelDraw объясняется большим набором средств создания и редактирования графических образов, удобным интерфейсом и высоким качеством получаемых изображений. С его помощью можно создавать как простые контурные рисунки, так и эффективные иллюстрации с поражающим воображение переливом красок и ошеломляющими эффектами. CorelDraw уникален, т.к. он обладает и интуитивностью, понятностью, универсальностью, и ни с чем не сравнимой привлекательностью, делающей его доступным и востребованным для пользователей-непрофессионалов всех возрастов и профессий. С другой стороны, этот редактор очень мощный, в него включен весь набор профессиональных функций, реализованных на высоком программном уровне, что делает его основной программой, использующейся профессионалами в большинстве издательств, типографий и фирм, занимающихся допечатной подготовкой. Эта программа доступна для всех пользователей, по ней существует много русскоязычной и переводной литературы.

     Основным  понятием в редакторе является понятие  объекта. Векторным объектом называется элемент изображения: прямая, кривая, круг, прямоугольник и т.д. При помощи комбинации нескольких объектов можно создавать группы объектов или новый сложный единый объект, выполнив операцию группировки. Независимо от внешнего вида любой векторный объект имеет ряд общих характеристик. Область внутри замкнутого объекта можно залить одним цветом, смесью цветов или узором. У замкнутого объекта не может быть различных заливок или соединительных линий различной толщины и разных цветов.

     Редактор  CorelDraw позволяет вставлять растровые рисунки в документ. При этом каждый растровый рисунок является отдельным объектом и его можно редактировать независимо от других объектов. Хотя CorelDraw предназначен для обработки векторной графики, он располагает мощными средствами для работы с растровыми рисунками, причем они не хуже, чем у многих редакторов растровой графики.

     Данная  программа также имеет средства для работы с текстом. Благодаря  множеству видов форматирования фигурного и простого текста как  объекта, прямо в редакторе можно  создавать рисунки с текстовым  сопровождением. При этом фигурный текст позволяет выполнять над  ним операции, присущие векторным  объектам.

     CorelDraw имеет стандартный интерфейс,  характерный для всех программ, работающих под управлением MS Windows. В то же время на экране присутствует ряд элементов, характерных только для графических программ.

     На  экране при запуске программы  отображаются два окна: окно самой  программы и окно документа. При  работе с программой можно одновременно работать с несколькими окнами документов. В верхней части окна программы  находится основное меню программы. Работают с ним так же, как и  в других программах. Для альтернативного  выполнения команды можно использовать комбинацию клавиш. В CorelDraw существует удобная возможность наряду со стандартными назначать собственные комбинации клавиш различным командам. Работать можно также с контекстным меню, вызываемым правой кнопкой мыши.

     Под строкой меню находятся две основные панели:

1. Стандартная панель. Одна из 12 командных панелей. Такие панели характерны для многих  программ, работающих под управлением MS Windows. Размещенные на ней значки обеспечивают быстрый доступ к стандартным командам.
2. Панель свойств. Является контекстно-зависимой панелью. Это значит, что ее значки и списки динамически изменяются в зависимости от режима работы, активного инструмента и типа выделенного объекта. Таким образом обеспечивается доступ к наиболее важным командам, связанным с выбранным объектом или инструментом.

Далее, в окаймлении линеек, которые нужны для ориентации в пространстве, и полос прокрутки, необходимых для прокрутки документа, идет рабочее пространство программы. Оно состоит из печатной страницы и монтажного стола. Монтажный стол служит для создания и размещения элементов.

      В левой части нижней полосы прокрутки  находятся элементы управления страницами: кнопки добавления страниц, прокрутки  страниц, счетчик страниц и ярлычки  страниц. Все это называется Навигатор  документа.

В самом низу окна программы находится строка состояния, или статус-строка. В полях  строки состояния выводится различная  справочная информация: положение указателя  мыши, список клавиатурных сокращений, сведения о текущем объекте. В  правой части строки состояния отображается информация о текущей заливке  и текущем контуре.

      В левой части экрана находится  элемент, который можно назвать  основным элементом интерфейса, без  которого работа в программе вряд ли возможна – это панель инструментов. Она содержит 60 инструментов для  создания, форматирования, редактирования объектов и управления рабочей средой.

      В правой части экрана находится цветовая панель, которая применяется для  заливки объектов цветом и изменения  цветовых составляющих обводки.

      В любой программе существуют вспомогательные  элементы интерфейса. Для программ векторной графики характерно наличие  трех видов вспомогательных элементов:

1. Линейки. По ним происходит ориентация в пространстве.
2. Направляющие. Это вспомогательные линии, которые можно размещать на экране для удобства выравнивания и размещения основных элементов изображения.
3. Сетка. Представляет собой пересекающиеся горизонтальные и вертикальные вспомогательные линии, размещенные с фиксированным шагом. Сетку удобно использовать тогда, когда объектом работы является какая-либо схема, таблица, карта или чертеж.

      Также на экране могут располагаться и  некоторые другие элементы.  

3.3. Программные средства  обработки трехмерной  графики

На персональных компьютерах основную долю рынка  программных средств обработки  трехмерной графики занимают три  пакета. Эффективней всего они  работают на самых мощных машинах (в  двух- или четырехпроцессорных конфигурациях Pentium II/III, Xeon) под управлением операционной системы Windows NT.

     Программа создания и обработки трехмерной графики 3D Studio Max фирмы Kinetix изначально создавалась для платформы Windows. Этот пакет считается “полупрофессиональным”. Однако его средств вполне хватает  для разработки качественных трехмерных изображений объектов неживой природы. Отличительными особенностями пакета являются поддержка большого числа  аппаратных ускорителей трехмерной графики, мощные световые эффекты, большое  число дополнений, созданных сторонними фирмами. Сравнительная нетребовательность к аппаратным ресурсам позволяет  работать даже на компьютерах среднего уровня. Вместе с тем по средствам  моделирования и анимации пакет 3D Studio Max уступает более развитым программным средствам.

     Программа Softimage 3D компании Microsoft изначально создавалась  для рабочих станций SGI и лишь сравнительно недавно была конвертирована под операционную систему Windows NT. Программу отличают богатые возможности моделирования, наличие большого числа регулируемых физических и кинематографических параметров. Для рендеринга применяется качественный и достаточно быстрый модуль Mental Ray. Существует множество дополнений, выпущенных “третьими” фирмами, значительно расширяющих функции пакета. Эта программа считается стандартом “де-факто” в мире специализированных графических станций SGI, а на платформе IBM PC выглядит несколько тяжеловато и требует мощных аппаратных ресурсов.

     Наиболее  революционной с точки зрения интерфейса и возможностей является программа Мауа, разработанная консорциумом известных компаний (Alias, Wavefront, TDI). Пакет  существует в вариантах для разных операционных систем, в том числе  и Windows NT. Инструментарий Мауа сведен в  четыре группы: Animation (анимация), Modeling (моделирование), Dynamic (физическое моделирование), Rendering (визуализация). Удобный настраиваемый  интерфейс выполнен в соответствии с современными требованиями. На сегодняшний  день Мауа является наиболее передовым  пакетом в классе средств создания и обработки трехмерной графики  для персональных компьютеров. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

Подведем итоги:

• Как вам известно, человек принципиально отличается от компьютера тем, что в миллионы и миллиарды раз быстрее обрабатывает видеоинформацию. Именно поэтому для него так важно, чтобы компьютер сообщал об итогах своей работы в графическом виде или в виде рисунков.
• Графическая, информация, видеофрагменты, фотографии все больше и больше становятся основным материалом обработки на компьютере. Для этого служат самые разнообразные программы.
• Программы, позволяющие рисовать, делать несложные схемы и чертежи, выправлять фотографии называются графическими редакторами.
• Графические редакторы разбиваются на два типа. Одни, работающие по принципу аппликации, называются векторными, другие, имитирующие работу с карандашами и кисточками, называются растровыми.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  использованных источников

1. Багриновский К.А., Хрусталев Е.Ю. Новые информационные технологии. - М.: ЭКО. 2004.-370 с. 
2. Белинов С.В., Зайцев А.А. Современные информационные технологии. - М.: ИНФРА-М, 2005.-720 с. 
3. Веркман К. Товарные знаки: создание, психология, восприятие. - М.: Прогресс,2004.-290 с.
4. Иванченко Н.М. Компьютерные методы обработки информации: УМК. - СПб.: Питер, 2006.-230с.
5. Каpатыгин С.Н. Базы данных: простейшие средства обработки информации; системы управления базами данных. - М.: ABF, 2003.- 250 с. 
6. Каpатыгин С.Н. Информационные технологии в коммерческой деятельности. - М.: ABF, 2004.-300 с. 
7. Майоров С.И. Информационные технологии. - М.: Информатика, 2003.- 500 с. 
8. Макарова Н. В., Матвеева Л. А., Бройдо В. Л. Информатика: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2004.- 650 с. 
9. Матвеев Л.А. Информационные системы: поддержка принятия решений: Учебное пособие. -Спб.: Из-во СПбУЭФ, 2005.-350 с. 
10. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учеб. пособие для студ. пед. вузов. - М.: Изд. центр "Академия", 2002. - 816 с. 
11. Нельсон Дж. Проблемы дизайна. - М.: Прогресс, 2003.-270 с.. 
12. Сергеев А.Д. Информатика и математика: учебник для ВУЗов. - м.: Инфра-М., 2007.-470 с.
13. Симонович С.В. и др. Информатика: Базовый курс. - СПб.: Питер, 2006.-400 с
14. Шафрин Ю. А. Основы компьютерной технологии. - М.: АБФ, 2005.- 700 с. 
15. Экономическая информатика и вычислительная техника:. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 336 с.
16. Фрактальная графика. http://artforweb.ru/articles/fraktalnaya_grafika
17. Векторная и растровая графика. http://ru.wikipedia.org/wiki/Векторная_графика