Основи комп'ютерної графіки

2.3. Фрактальна графіка

Фрактальна графіка, як і векторна – вичислюється, але відрізняється від неї тим, що ніякі об'єкти в пам'яті комп'ютера не зберігаються. Зображення будується за рівнянням (або по системі рівнянь), тому нічого, крім формули, зберігати не потрібно. Змінивши коефіцієнти у рівнянні, отримують зовсім іншу картину.

Фрактал – це малюнок, який складається з подібних між  собою елементів. Існує велика кількість  графічних зображень, які є фракталами: трикутник Серпінського, сніжинка Коха, “дракон” Хартера-хейтуєя, безліч Мандельброта.

 Побудова фрактального малюнка здійснюється по якомусь алгоритму або шляхом автоматичної генерації зображень за допомогою обчислень за конкретними формулами. Зміни значень в алгоритмах або коефіцієнтів у формулах приводить до модифікації цих зображень. Головною перевагою фрактальної графіки є те, що у файлі фрактального зображення зберігаються тільки алгоритми і формули.

Найпростішим фрактальним  об'єктом є фрактальний трикутник. Побудуйте звичайний рівносторонній трикутник зі стороною а. Розділіть  кожну із сторін на 3 відрізки. На середньому відрізку сторони побудуйте рівносторонній трикутник зі стороною, рівною 1/3 сторони початкового трикутника. І так далі. З отриманими трикутниками повторіть ті ж операції. Трикутники наступних поколінь наслідують властивості своїх батьківських структур. Так народжується фрактальна фігура. Процес наслідування можна продовжувати до нескінченності.

Рис. 3. Простійший фрактал – „фрактальний трикутник” („сніжинка Коха”):

Фрактальними властивостями  володіють багато об'єктів живої  і неживої природи. Звичайна сніжинка при збільшенні виявляється фрактальним об'єктом. Фрактальні алгоритми лежать в основі росту кристалів і рослин.

Властивість фрактальної  графіки моделювати образи живої  природи шляхом, що можна обчислити, часто використовують для автоматичної генерації незвичних ілюстрацій.

2.4. Тривимірна графіка

Тривимірна графіка (3D-графика) вивчає прийоми і методи створення  об’ємних моделей об’єктів, які  максимально відповідають реальним. Такі об’ємні зображення можна обертати і розглядати з усіх боків. Для створення об’ємних зображень використовують різні графічні фігури і гладкі поверхні.

 За допомогою їх  спочатку створюється каркас  об’єкту, потім його поверхню  покривають матеріалами, візуально  схожими на реальні. Після цього  роблять освітлювання, гравітацію, властивості атмосфери ії інші параметри простору, в якому знаходитися об’єкт. Для тих, що рухаються об’єктом указують траєкторію руху, швидкість.

 

 

 

 

 

 

 

    3. Графічні формати

 

 Будь-яке графічне  зображення зберігається у файлі.  Спосіб розміщення графічних даних при їх збереженні у файлі визначає графічний формат файлу. Розрізняють формати файлів растрових зображень і векторних зображень.

Растрові зображення зберігаються у файлі у вигляді  прямокутної таблиці, в кожній клітинці якої записаний двійковий код кольору відповідного пікселя. Такий файл зберігає дані і про інші властивості графічного зображення, а також алгоритм його стиснення.

Векторні зображення зберігаються у файлі як перелік  об’єктів і значень їх властивостей – координат, розмірів, кольорів і тому подібне.

Як растрових, так і  векторних форматів графічних файлів існує чимала кількість. Серед цього  різноманіття форматів немає того ідеального, який би задовольняв всім можливим вимогам. Вибір того або іншого формату  для збереження зображення залежить від цілей і завдань роботи із зображенням.

 Якщо потрібна фотографічна  точність відтворення кольорів, то перевагу віддають одному з растрових форматів. Логотипи, схеми, елементи оформлення доцільно зберігати у векторних форматах. Формат файлу впливає на об’єм пам’яті, який займає цей файл. Графічні редактори дозволяють користувачеві самостійно обирати формат збереження зображення. Якщо ви збираєтеся працювати з графічним зображенням тільки в одному редакторові, доцільно вибрати той формат, який редактор пропонує за умовчанням. Якщо ж дані оброблятимуться іншими програмами, варто використовувати один з універсальних форматів.

Існують універсальні формати  графічних файлів, які одночасно  підтримують і векторні, і растрові зображення.

Формат PDF (англ. Portable Document Format – портативний формат документа) розроблений для роботи з пакетом програм Acrobat. У цьому форматі можуть бути збережені зображення і векторного, і растрового формату, текст з великою кількістю шрифтів, гіпертекстові посилання і навіть настройки друкуючого пристрою. Розміри файлів достатньо малі. Він дозволяє тільки проглядання файлів, редагування зображень в цьому форматі неможливе.

Формат EPS (англ. Encapsulated PostScript – інкапсульований постскриптум) – формат, який підтримується програмами для різних операційних систем. Рекомендується для друку і створення ілюстрацій в настільних видавничих системах. Цей формат дозволяє зберегти векторний контур, який обмежуватиме растрове зображення.

3.1. Формати файлів растрової графіки

Існує декілька десятків форматів файлів растрових зображень. У кожного з них є свої позитивні  якості, які визначають доцільність  його використання при роботі з тими або іншими програмами. Розглянемо найпоширеніші з них.

Достатньо поширеним  є формат  Bitmap  (англ. Bit map image – бітова карта зображення). Файли цього формату мають розширення .BMP. Даний формат підтримується практично всіма графічними редакторами растрової графіки. Основним недоліком формату BMP є великий розмір файлів через відсутність їх стиснення.

Для зберігання багатоколірних зображень використовують формат  JPEG  (англ. Joint Photographic Expert Group – об’єднана  експертна група в галузі фотографії), файли якого мають розширення .JPG або .JPEG. Дозволяє стиснути зображення з великим коефіцієнтом (до 500 разів) за рахунок необоротної втрати частини даних, що значно погіршує якості зображення.

Чим менше кольорів має зображення, тим гірше ефект від використання формату JPEG, але для кольорових фотографії на екрані це малопомітно.

Формат GIF (англ. Graphics Interchange Format – графічний формат для обміну) самий ущільнений з графічних форматів, що не має втрати даних і дозволяє зменшити розмір файлу у декілька разів. Файли цього формату мають розширення .GIF. У цьому форматі зберігаються і передаються малокольорові зображення (до 256 відтінків), наприклад, мальовані ілюстрації.

 У формату GIF є  цікаві особливості, які дозволяють  зберегти такі ефекти, як прозорість  фону і анімацію зображення. GIF-формат  також дозволяє записувати зображення “через рядок”, завдяки чому, маючи тільки частину файлу, можна побачити зображення повністю, але з меншою роздільною здатністю.

Графічний формат  PNG  (англ. Portable Network Graphic – мобільна мережева графіка) – формат графічних файлів, аналогічний формату GIF, але який підтримує набагато більше кольорів.

Для документів, які передаються  по мережі Інтернет, дуже важливим є  незначний розмір файлів, оскільки від нього залежить швидкість  доступу до інформації. Тому при  підготовці Web-сторінок використовують типи графічних форматів, які мають високий коефіцієнт стиснення даних: .JPEG, .GIF, .PNG.

Особливо високі вимоги до якостей зображень пред’являються в поліграфії. У цій галузі застосовується спеціальний формат  TIFF  (англ. Tagged Image File Format – теговий (з позначками) формат файлів зображень). Файли цього формату мають розширення .TIF або .TIFF. Вони забезпечують стиснення з достатнім коефіцієнтом і можливість зберігати у файлі додаткові дані, які на малюнку розташовані в допоміжних шарах і містять анотації і примітки до малюнка.

Формат PSD (англ. PhotoShop Document). Файли цього формату мають розширення .PSD. Це формат програми Photoshop, який дозволяє записувати растрове зображення з багатьма шарами, додатковими колірними каналами, масками, тобто цей формат може зберегти все, що створив користувач видиме на моніторі.

3.2. Формати файлів векторної графіки

Найпоширеніші формати файлів векторної графіки :

WMF  (англ. Windows MetaFile –  метафайл Windows) – універсальний формат  для Windows-доповнень. Використовується для зберігання колекції графічних зображень Microsoft Clip Gallery. Основні недоліки – спотворення кольору, неможливість збереження ряду додаткових параметрів об’єктів.

CGM (англ. Computer Graphic Metafile) – широко використовує стандартний формат векторних графічних даних в мережі Internet.

CDR (англ. CorelDRaw files – файли CorelDRaw) – формат, який використовується у векторному графічному редакторові Corel Draw.

AI  – формат, який підтримується векторним редактором Adobe Illustrator.

Висновки

 

Розглянувши основні  аспекти комп’ютерної графіки можна зробити наступні висновки:

1. Комп'ютерна графіка – це створення і обробка зображень (малюнків, креслень і т.д.) за допомогою комп'ютера.
2. Поняття “комп’ютерна графіка” об’єднує всі види робот зі статичними зображеннями, “комп’ютерна анімація” має справи з зображеннями, які динамічно змінюються.
3. Не зважаючи на те, що для роботи з комп’ютерною графікою існує маса класів програмного забезпечення, розрізняють усього 4 види комп’ютерної графіки. Це растрова графіка, векторна, фрактальна та тривимірна графіки. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітора або при друці на папері.

4. Растрову графіку використовують при розробці електронних (мультимедійних) і поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Частіше для цієї мети використовують скановані ілюстрації, підготовлені художником на папері, або фотографії. В останній час для вводу растрових зображень в комп'ютер широко використовують цифрові фото- і відеокамери.

5. Програмні засоби для роботи з векторною графікою, навпаки, призначені, в першу чергу, для створення ілюстрацій і в меншій мірі для їх обробки. Такі засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях і виданнях. Оформлювальні роботи, основані на застосуванні шрифтів і простих геометричних елементів, вирішуються засобами векторної графіки набагато простіше.

6. Будь-яке графічне зображення зберігається у файлі. Спосіб розміщення графічних даних при їх збереженні у файлі визначає графічний формат файлу. Розрізняють формати файлів растрових зображень і векторних зображень.

 

Список використаної літератури:

1. Антонович Є. А., Василишин Я. В., Шпільчак В. А. Російсько-український словник-довідник з інженерної графіки, дизайну та архітектури: Навч. посібник. – Львів: Світ, 2001. – 240 с.
2. Основи комп'ютерної графіки: [навч. посіб.] / В.С. Березовський, В.О. Потієнко, І.О. Завадський; за заг. ред. А.М. Гуржія. – К. : BHV, 2009. – 400 с.
3. Варченко І.П., Збірник студентських наукових праць (частина 3)/ 2009.
4. Інтернет-сайт http://uk.wikipedia.org/wiki/Комп'ютерна_графіка
5. Інтернет-сайтhttp://ito.vspu.net/SAIT/inst_kaf/kafedru/matem_fizuka_tex_ osv/www/Naukova_robota/data/Nayk_gyryku/2009-2010/Kurulenko_2009_2010/

Kurulenko_2009_2010(1).html