Презентация по информатике "Графическая информация и компьютер"

Слайд #1

Графическая информация и компьютер

Исполнитель: Мендекина Е.Т.

Слайд #2

Содержание
Компьютерная графика
история компьютерной графики
научная графика
деловая графика
конструкторская графика
иллюстративная графика
художественная и рекламная графика
компьютерная анимация
Программные средства
растровая графика
векторная графика
Как кодируется изображение
кодирование цветов пикселей
объём видеопамяти
Технические средства компьютерной графики

Слайд #3

Введение
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. Сегодня люди разных возрастов самых разных профессий ежедневно работают с графической информацией, используют различные графические программы. 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, в компьютерных играх; в инженерном, издательском, рекламном деле и других областях. Все сказанное позволяет считать данное исследование актуальным. Целью данного исследования является изучение технологии работы с графической информацией и систем компьютерной графики.

Слайд #4

Цель:
изучение технологии работы с графической информацией;
изучение систем компьютерной графики.

Слайд #5

Компьютерная графика
История компьютерной графики. Результатами расчётов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел , напечатанных на бумаге. Человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертёжные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность- важнейшее условие для понимания.
Впервые представление данных в графическом виде было реализовано в середине 50-х годов ХХ века для больших ЭВМ, которые применялись в научных и военных исследованиях.
Особенно интенсивно технология обработки графической информации с помощью компьютера стала развиваться в 80-х годах .  
 

Слайд #6

Научная графика
Это направление появилось самым первым. Назначение- визуализация ( т.е наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчётов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.

Слайд #7

Деловая графика
Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчётная документация, статистические сводки- вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы.
Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).

Слайд #8

Конструкторская графика
Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР).

Слайд #9

Иллюстративная графика
Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов.
Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Слайд #10

Художественная и рекламная графика
Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.
Графические пакеты для этих целей требует больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических
(очень близких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» .

Хорошо иметь домик в деревне

Слайд #11

Компьютерная анимация
Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

Слайд #12

Программные средства

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы — графические редакторы. Графический редактор — это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений. Графические редакторы можно разделить на две категории: растровые и векторные

Слайд #13

Графический редакторы
1.Растровые- для разработки
электронных и
полеграфических
изданий
2.Векторные- для разработки
рекламных буклетов и дизайнерских работ
3.Фрактальных- при разработке
развлекательных программ

Слайд #14

Растровые графические редакторы
Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартное приложение Paint, и мощные профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop.
Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Любой пиксель имеет фиксированное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует некоторого количества бит информации, которое зависит от количества цветов в изображении.
Качество растрового изображения определяется размером изображения (числом пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели.
Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). Когда растровое изображение уменьшается, несколько соседних точек превращаются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При укрупнении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который виден невооруженным глазом.

Слайд #15

Растровые изображения

 Растровые изображения очень хорошо передают реальные образы. Они замечательно подходят для фотографий, картин и в других случаях, когда требуется максимальная "естественность".

Такие изображения легко выводить на монитор или принтер, поскольку эти устройства тоже основаны на растровом принципе.
Одной из главных проблем растровых файлов является масштабирование:
при существенном увеличении изображения появляется зернистость, ступенчатость, картинка может превратиться в набор неряшливых квадратов (увеличенных пикселей ).

 
 
 
 
 

Слайд #16

Векторные графические редакторы
Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т. д.). для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики.
К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространены CorelDRAW и Adobe Illustrator.
Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.
Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, Y), линия — координатами начала (XI, У1) и конца (Х2, Y2), окружность — координатами центра (X, Y) и радиусом (К), прямоугольник — величиной сторон и координатами левого верхнего угла (Xl, Y1) и правого нижнего угла (Х2, Y2) и т. д. Для каждого примитива назначается также цвет.
Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Слайд #17

Векторное изображение
 
Векторное изображение рассматривается как графический объект, представляющий собой совокупность графических примитивов (точек, линий, прямоугольников, окружностей и т.д.) и описывающих их математических формул. Положение и форма графического объекта задается в системе графических координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана.
Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами. Очень популярны такие программы, как CorelDRAW, Adobe Illustrator, Macromedia FreeH

Слайд #18

Достоинства векторной графики

При кодировании векторного изображения хранится не само изображение объекта, а координаты точек, используя которые программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик не сильно увеличивает размер файла. Поэтому объем памяти очень мал по сравнению с точечной графикой (растровой).
  Объекты векторной графики легко трансформируйте ими просто манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображении. Это возможно, так как масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования).
В тех областях графики, где принципиальное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например в шрифтовых композициях, в создании фирменных знаков логотипов и пр., векторная графика незаменима

Слайд #19

Недостатки векторной графики

Основной минус - то, что представлено в векторном формате почти всегда будет выглядеть, как рисунок.
Векторная графика действительно ограничена в чисто живописных средствах и не предназначена для создания фотореалистических изображений.
В последних версиях векторных программ внедряется все больше элементов "живописности" (падающие тени, прозрачности и другие эффекты, ранее свойственные исключительно программам точечной графики).

Слайд #20

Фрактальная графика
Фрактальная графика, как и векторная является вычисляемой, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти ПК не хранятся. Изображение строится по уравнению.
Простейшим элементом является фрактальный треугольник.

Слайд #21

Как кодируется изображение
Кодирование цветов пикселей Информация о состоянии каждого пикселя хранится в закодированном виде
в памяти компьютера. Код может быть однобитовым, двухбитовым и т.д.
Код пикселя- это информация о цвете пикселя.
Из трех базовых цветов – зелёного, красного, синего- можно получить восемь комбинаций трёхбитового кода:
- - - чёрный, к– красный,
- - с синий, к - с розовый,
- з - зелёный, к з – коричневый.
- з с голубой, к з с белый.
Следовательно для кодирования восьмицветного изображения требуется 3 бита памяти на один видеопиксель.

1- белый
0- черный
Кодирование в размере одного бита

Слайд #22

Шестнадцатицветная палитра
Шестнадцатицветная палитра получается при использовании четырёхразрядной кодировки пикселя; к трём битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности.
Количество различных цветов К и количество битов для их кодирования b связаны между собой формулой: К= 2 .
2= 2, 2= 4, 2= 8, 2= 16 и т.д. Для получения цветовой гаммы из 256 цветов требуется 8 битов = 1 байт на каждый пиксель, так как 2 = 256
b
1
2
3
4
8

Слайд #23

Объём видеопамяти
Объём необходимой видеопамяти определяется размером графической сетки дисплея и количеством цветов. Минимальный объём видеопамяти должен быть таким, чтобы в него помещался один кадр (одна страница) изображения. Например, для сетки 640x480 и чёрно-белого изображения минимальный объём видеопамяти должен быть таким:
640 480 1 бит = 307 200 бит = 38 400 байт
Это составляет 37, 5 Кбайт
Для четырёхцветной гаммы и той же графической сетки видеопамять должна быть в два раза больше- 75 Кбайт; для восьмицветной – 112, 5 Кбайт
На современных высококачественных дисплеях используется палитра более чем 16 миллионов цветов. Требуемый размер видеопамяти в этом случаи – несколько мегабайтов.

Слайд #24

Технические средства компьютерной графики
В конце XIX века во Франции возникла техника живописи, которую называли паунтилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр.
Растр M x N
(графическая сетка)

Видеопиксель
Растр-(от англ. raster) – представление изображения в виде двумерного массива точек (пикселов), упорядоченных в ряды и столбцы
M
N

Слайд #25

Вывод изображения
Система вывода изображения на экран включает в себя монитор (дисплей) и видеоадаптер.
Видеоадаптер- устройство, управляющие работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти дисплейный и процессора.
1. Видеопамять- предназначена для хранения видеоинформации- двоичного кода изображения, выводимого на экран.
2. Дисплейный процессор- вторая составляющая видеоадаптера.

Слайд #26

Тест
1.Одной из основных функций графического редактора является:
ввод изображений;
хранение кода изображений;
создание изображений;
просмотр и вывод содержимого видеопамяти.

Слайд #27

2.Элементарным объектом, используемым в растровом графическом редакторе, является:
точка экрана (пиксель);
прямоугольник;
круг;
палитра цветов;
символ.

Слайд #28

3. Сетка которую на экране образуют пиксели, называются:
видеопамять;
видеоадаптер;
растр;
дисплейный процессор.

Слайд #29

4.Графика с представлением изображения в виде совокупностей точек называется:
фрактальной;
растровой;
векторной;
прямоугольной.

Слайд #30

5.Видеоадаптер-это:
устройство управляющие работой монитора;
программа, распределяющая ресурсы видеопамяти;
электронное энергозовисимое устройство для хранения информации о графическом изображении;
процессор монитора.

Слайд #31

6. Видеопамять- это:
электронное устройство для хранения двоичного кода изображения, выводимого на экран;
программа , распределяющая ресурсы ПК при обработке изображения;
устройство, управляющее работой монитора;
часть оперативного запоминающего устройства.

Слайд #32

7.Для хранения 256- цветного изображения на кодирование одного пикселя выделяется:
2 байта;
4 байта;
256 бит;
1 байт.

Слайд #33

Проверь себя
С
А
С
В
А
А
D.

Слайд #34

О
Ц
О
Д
М
Ы
Л