Презентация по информационным технологиям на тему "Компьютерная графика"

Слайд #1

Ленинск-Кузнецкий, 2022
ГПОУ «Ленинск-Кузнецкий политехнический техникум»
Преподаватель Щеглова Алена Александровна
Теоретическое занятие
для студентов II курса
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Слайд #2

Компьютерная графика – область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов.
Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 1950-х годов для большинства ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях.
Компьютерная графика

Слайд #3

Представление изображения.
Подготовка изображения к визуализации.
Создание изображения.
Осуществление действий с изображением.


Задачи компьютерной рафики

Слайд #4

Деловая (коммерческая)
Иллюстративная
Художественная и рекламная графика
Конструкторская (инженерная)
Научная
Компьютерная анимация
Мультимедиа


Области применения

Слайд #5

Предназначена для наглядного представления показателей работы учреждений: отчетная документация, статистические сводки.

Особенность: отображение информации в виде двух- или трехмерных графиков, диаграмм, гистограмм.

Создается средствами, встроенными в электронные таблицы, системы управления базами данных, статистические пакеты.
Деловая графика

Слайд #6

Предназначена для создания изображений, играющих роль иллюстративного материала.

Особенность: произвольное рисование и черчение на экране компьютера.

Создается графическими редакторами.
Иллюстративная графика

Слайд #7

Предназначена для создания рекламных роликов, видеоуроков, видеопрезентаций.
 
Особенность: возможность создания реалистических изображений.
Художественная или рекламная
графика

Слайд #8

Предназначена для автоматизации чертежных и конструкторских работ.

Особенность:создание как плоских (проекции, сечения), так и пространственных трехмерных изображений.

Применяется в системах автоматизированного проектирования: AutoCad, PCAD, Sun, Apollo, Graphics

Конструкторская графика

Слайд #9

Предназначена для оформления научных расчетов, содержащих математические, химические, физические формулы, а также задач картографии.

Особенность: проводит вычислительные эксперименты с представлением результатов.

Системы компонуются пакетами математической поддержки и моделирования: TEX, ChiWriter
Научная графика

Слайд #10

Предназначена для получения движущихся изображений.

Особенность: создаются рисунки начального и конечного положения объектов, промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер на основе математического описания.

Пакеты: Macromedia Flash MX, 3D Studio Max.

Компьютерная анимация

Слайд #11

Предназначена для объединения высококачественного изображения со звуковым сопровождением.

Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

Пакеты: HyperMethod, VideoMagic, ToolBook.
Мультимедиа

Слайд #12

Принципы:
Экран монитора представляется в виде сетки пронумерованных точек-пикселов (picture element). Любая точка на экране определяется путем отсчета квадратов сетки вверх/вниз и вправо/влево.
Графическая информация (форма, цвет, отражение, тень и т.п.) задается числами.
Декомпозиция произвольного цвета на основные составляющие: красный R, зеленый G, синий B (система RGB).
Представление графической
информации в памяти компьютера

Слайд #13

Растровая графика.
Векторная графика.
Фрактальная графика.
Отличие: различные принципы формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.
Виды компьютерной графики

Слайд #14

Растровое изображение — это файл данных или структура, представляющая собой сетку пикселей или точек цветов (на практике прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.
Пиксель характеризуется яркостью и цветом.

Растровая графика

Слайд #15

Недостатки:
Изменение качества при масштабировании
Растр, полученный на технике высокого уровня трудно воспроизводится без искажений на технике уровнем ниже
Большие размеры файлов
Растровая графика

Слайд #16

Достоинства:
Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому;
Распространённость — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов:
Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование;
Растровое представление изображения естественно для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Растровая графика

Слайд #17

Растровый графический редактор — специализированная программа, предназначенная для создания и обработки изображений. Подобные программные продукты нашли широкое применение в работе художников-иллюстраторов, при подготовке изображений к печати типографским способом или на фотобумаге, публикации в интернете.
Растровый редактор

Слайд #18

GNU Image Manipulation Program или GIMP (Гимп)- растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики.
Свободное ПО

Слайд #19

Krita — растровый графический редактор, программное обеспечение, входящее в состав KDE как часть офисного пакета KOffice. Разрабатывается преимущественно для художников и фотографов, распространяется на условиях GNU GPL.
Свободное ПО

Слайд #20

Paint.NET — растровый графический редактор для Windows NT, основанный на .NET Framework.
Свободное ПО

Слайд #21

Adobe Photoshop — растровый графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems. Этот продукт является лидером рынка в области коммерческих средств редактирования растровых изображений, и наиболее известным продуктом фирмы Adobe. Часто эту программу называют просто Photoshop (Фотошоп).
Коммерческое ПО

Слайд #22

Форматы

Слайд #23

Изображение описывается совокупностью геометрических фигур, определяющих контур рисунка.

Запоминается в виде набора математических формул (графических примитивов).

Примитив описывает отдельные элементы: линии, дуги, окружности.
Векторная графика

Слайд #24

Векторные рисунки, состоящие из тысяч примитивов, занимают память, объём которой не превышает нескольких сотен килобайт. Аналогичный растровый рисунок требует памяти в 10-1000 раз больше. Векторные изображения занимают относительно небольшой объём памяти.
Векторные объекты задаются с помощью описаний. Поэтому, чтобы изменить размер векторного рисунка, нужно исправить его описание. Например, для увеличения или уменьшения эллипса достаточно изменить координаты левого верхнего и правого нижнего угла прямоугольника, ограничивающего этот эллипс. И снова для рисования объекта будет использоваться максимально возможное число элементов (видеопикселей или точек). Следовательно, векторные изображения могут быть легко масштабированы без потери качества.
Достоинства векторной графики

Слайд #25

Векторная графика не позволяет получать изображений фотографического качества. Дело в том, что фотография мозаика с очень сложным распределением цветов и яркостей пикселей и представление такой мозаики в виде совокупности векторных примитивов достаточно сложная задача.
Таким образом, векторные изображения иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.
Недостатки векторной графики

Слайд #26

Линии и ломаные линии.
Многоугольники.
Окружности и эллипсы.
Кривые Безье.
Безигоны.
Текст (в компьютерных шрифтах, таких как TrueType, каждая буква создаётся из кривых Безье).
Примитивные объекты

Слайд #27

Векторные графические редакторы позволяют пользователю создавать и редактировать векторные изображения непосредственно на экране компьютера, а также сохранять их в различных векторных форматах, например, CDR, EPS, WMF или SVG.
Векторный редактор

Слайд #28

Inkscape (Инкскейп) — векторный графический редактор, удобен для создания как художественных, так и технических иллюстраций (вплоть до использования в качестве САПР общего назначения, чему также способствует легкость обмена чертежами)
Свободное ПО

Слайд #29

OpenOffice.org Draw — векторный графический редактор, по функциональности сравнимый с CorelDRAW, входит в состав OpenOffice.org. Пакет включает полнофункциональные «коннекторы» между фигурами, которые могут использовать разнообразные стили линий и позволяют рисовать чертежи, например блок-схемы.
Свободное ПО

Слайд #30

Adobe Illustrator — векторный графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems.
Adobe Flash (ранее известная как Macromedia Flash), или просто Flash— мультимедийная платформа, используемая для создания векторной анимации и интерактивных приложений (в том числе, игр), а также для интеграции видеороликов в веб-страницы
Коммерческое ПО

Слайд #31

Изображение основано на математических вычислениях.

Базовым элементом является математическая формула. Объекты в памяти компьютера не хранятся и изображение строится по уравнениям.

Изображаются как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.


Фрактальная графика

Слайд #32

Фрактал – геометрическое образование, представляющее собой систему самоподобных фигур, расположенных относительно друг друга закономерным образом.
Открыл фракталы – польский математик Бенуа Мандельброт. Главный труд – "Фрактальная геометрия природы« (1982 г.).
Фрактальная графика

Слайд #33

Основное свойство фракталов – самоподобие.

Создаются изображения объектов, которые, на первый взгляд, лишены самоподобия составляющих их элементов.


Фрактальная графика

Слайд #34

Фрактальный треугольник

Сколь угодно сложный и вроде бы неалгоритмизируемый процесс может быть описан математически.
Построение фрактальной графики

Слайд #35

Фрактальная графика

Слайд #36

Фрактальная графика

Слайд #37

Фрактальная графика

Слайд #38

Предназначена для создания реалистичной модели объекта.
Использует геометрические примитивы: шар, куб, конус и т.п.
Описывается расположенной в пространстве сеткой опорных точек. Каждой точке присваивается коэффициент.
Пакеты: 3D Studio Max; Softimage 3D; Maya
3D графика (трехмерная графика)

Слайд #39

3D графика
Полигональная
Фрактальная
Сплайновая
Аналитическая
3D графика (трехмерная графика)

Слайд #40

Объект полигональной графики задается набором полигонов.
Полигон - это плоский многоугольник. Простейшим вариантом являются треугольные полигоны, ибо, как известно, через любые три точки в пространстве можно провести плоскость.
Каждый полигон задается набором точек.
Полигональная графика

Слайд #41

Объекты задаются аналитически, т.е. формулами.
Объекты обтекаемой формы получаются путем комбинирования различных формул друг с другом.
Сложность заключается в нахождении формулы требуемого объекта.
Аналитические объекты могут создаваться как тела вращения.
Аналитическая графика

Слайд #42

Описание посредством формул внешних обводов объекта (сплайнов).
Сплайн – гибкая линия.
Задают координаты сравнительно небольшого числа опорных точек, лежащих на искомой поверхности, а через эти точки проводят плавные поверхности.
Сплайновая графика

Слайд #43

BMP (bitmap)
Битовая карта. Большой объем файла.

GIF (Graphics Interlaced Format)
Хранит растровые изображения с сжатием. Записывает информацию «через строчку» (Interlaced). Содержит не более 256 цветов, что недостаточно для полиграфии.

JPEG (Joint Photographic Experts Group)
Использует алгоритм сжатия с потерями. Искажает изображения, что не заметно при простом просмотре. Размер файла в 500 раз меньше, чем BMP. Хранит изображения с большой глубиной цвета.

Форматы графических файлов

Слайд #44

WMF (Windows Metafile)
Формат Windows. Служит для передачи векторов через буфер обмена. Искажает цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не понимается программами на Macintosh.

TIFF (Tagged Image File Format)
Аппаратно независимый формат. Эффективен при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей и фотонаборные автоматы.
Форматы графических файлов

Слайд #45

PDF (Portable Document Format))
Независит от платформы. Хранит иллюстрации (векторные и растровые) и текст, причем со множеством шрифтов и гипертекстовых ссылок.

PSD (Adobe Photoshop Document)
Формат растрового редактора Photoshop. Позволяет записывать изображение со многими слоями, их масками, дополнительными каналами, контурами и другой информацией.

Форматы графических файлов

Слайд #46

FPX (FlashPix)
Общий формат обмена данными. Используется многими цифровыми фотокамерами.
FIF (Fractal Image Format)
Формат фрактальных изображений. Обычно файлы этого формата получаются несколько меньше файлов в формате jpg. С ростом увеличения показывают все новую степень детализации структуры, сохраняя эстетику изображения.
Форматы графических файлов