Технологии обработки графической информации

 

ТЮМЕНСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 

 
 
 
 
 

Реферат

на тему: 

«Технологии обработки графической информации» 
 

      Выполнила:

      Привалова Анастасия

 БУ10-1

       1 курс 
 
 
 

Оглавление:

Введение. 3

Разделы компьютерной графики  4

Векторная графика 6

Растровая графика 8

Трехмерная графика 10

Фрактальная графика 11

Программы векторной графики 14

CorelDRAW  16

Adobe Illustrator  17

Macromedia FreeHand  20

CorelXARA  23

Список использованной литературы 25

 

Введение 

     Почти с момента создания ЭВМ появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии. По началу это была лишь векторная графика – построение изображения с помощью так называемых “векторов” - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые.

Совокупность таких “векторов” и есть векторное изображения.

С развитием компьютерной техники и технологий появилось множество способов постройки графических объектов. Но для начала, определимся с термином "графический объект". Это либо само графическое изображение или его часть. В зависимости от видов компьютерной графики под этим термином понимаются как и пиксели или спрайты (в растровой графике), так и векторные объекты, такие как круг, квадрат, линия, кривая и т.д. (в векторной графике).

Для дальнейшего рассмотрения проблемы постройки объектов с помощью векторной графики, необходимо уяснить разницу между двумя основными видами компьютерной графики - растровой и векторной.

 

    Разделы компьютерной графики

    По способам формирования изображения компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную. Отдельно рассматривают трехмерную (3D) графику, ориентированную на построение объемных моделей объектов в виртуальном пространстве.

    1. Растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций полутонов при сканировании фотоизображений с большим количеством мелких деталей и цветовых оттенков. Некорректная обработка растрового изображения произвольное масштабирование в любую сторону может привести к заметному ухудшению качества изображения, т.к. новым точкам приходится присваивать цветовые оттенки, средние между оттенками соседних точек. Растровые изображения требуют значительного объема памяти при сохранении (черно-белые изображения несколько сотен килобайт памяти; цветные изображения десятки и сотни мегабайт). Размер файла растровой графики существенно зависит от формата выбранного для хранения изображения. Различные форматы используют собственные схемы (алгоритмы) сжатия изображений и включают в состав файла различную служебную информацию, связанную с последующим воспроизведением изображения. Растровые изображения наиболее часто сохраняются в форматах TIFF, PSD, GIF, JPEG, PNG, BMP, PCX, PhotoCD и др.

    2. В отличие от растрового представления изображений объектами в виде точек, векторное описание использует в качестве простейших объектов отрезки прямых линий, кривые второго (параболы, гиперболы, эллипсы, окружности и др.) и третьего порядка (в т.ч., кривые Безье). В трехмерной компьютерной графике применяются сферы, кубы и др. Следует отметить, что масштабирование изображения, в любую сторону увеличения не изменяет качества изображения, поскольку координаты отдельных его точек рассчитываются по математическим формулам. На любом полиграфическом и печатном оборудовании векторные изображения воспроизводятся с максимальным качеством.

    Векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством цветовых оттенков или мелких деталей, для их описания приходится использовать огромное количество графических объектов и математических формул. Векторные графические редакторы являются наилучшим средством для создания текстовых объектов. К векторным форматам относятся WMF, EPS (хранение как векторных, так и растровых изображений) и др.

    2.1. Разновидностью векторной графики является фрактальная графика. Базовым элементом фрактальной графики является математическая формула, изображение строится по уравнениям без сохранения в памяти каких либо других объектов. Такой подход позволяет строить как простейшие регулярные структуры, так и сложные изображения типа природных ландшафтов и трехмерных объектов.

    3. Трехмерная графика находит широкое применение при компьютерном моделировании пространственных объектов, инженерном проектировании, в играх и др., задачей при этом является создание подвижных реалистичных изображений. Для создания модели объекта в трехмерном пространстве используют совокупность геометрических примитивов (различного рода многоугольники, куб, шар, конус и др.) и гладких, так называемых, сплайновых поверхностей. Назначением сплайновой поверхности является обеспечение гладкости поверхности объекта при его возможных перемещениях и деформациях. Сплайновая поверхность связывается с системой опорных точек объекта, образуя видимую оболочку над невидимым каркасом. Сплайновая поверхность есть ни что иное, как покрывающий каркас материал. Основная часть процессорного времени (даже у самых производительных персональных компьютеров (ПК)) затрачивается на визуализацию в процессе перемещения объектов их поверхности с учетом свойств формирующей ее текстуры и расположения источников света.

Векторная графика

      Векторная графика – это использование геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники, для представления изображений в компьютерной графике.

     Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.  

Преимущество векторной графики заключается в том, что форму, цвет и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать с помощью математических формул.

Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн - это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены современные шрифты TryeType и PostScript.

У векторной графики много достоинств. Она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.

Объекты векторной графики легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами.

В тех областях графики, где важное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например, в шрифтовых композициях, в создании логотипов и прочее, векторные программы незаменимы.  

     

     Векторная графика может включать в себя и фрагменты растровой графики: фрагмент становится таким же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями в обработке).

Важным преимуществом программ векторной графики является развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

В последнее время все большее распространение получают программы 3-мерного моделирования, также имеющие векторную природу.

Обладая изощренными методами отрисовки (метод трассировки лучей, метод излучательности), эти программы позволяют создавать фотореалистичные растровые изображения с произвольным разрешением из векторных объектов при умеренных затратах сил и времени.

Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение. Например, изображение древесного листа описывается точками, через которые проходит линия, создавая тем самым контур листа. Цвет листа задается цветом контура и области внутри этого контура.

 

     Растровая графика

      Растровое изображение — представляющая собой сетку пикселей или точек цветов (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах

     Растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек, называемых пикселями, расположенных на сетке. Например, изображение древесного листа описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что создает изображение примерно также как в мозаике.

При редактировании растровой графики Вы редактируете пиксели, а не линии. Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке определенного размера. При редактировании растровой графики, качество ее представления может измениться. В частности, изменение размеров растровой графики может привести к "разлохмачиванию" краев изображения, поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.

Основой растрового представления графики является пиксель (точка) с указанием ее цвета. При описании, например, красного эллипса на белом фоне приходится указывать цвет каждой точки как эллипса, так и фона. Изображение представляется в виде большого количества точек – чем их больше, тем визуально качественнее изображение и больше размер файла. Т.е. одна и даже картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в соответствии с количеством точек на единицу длины – разрешением (обычно, точек на дюйм – dpi или пикселей на дюйм – ppi).

Кроме того, качество характеризуется еще и количеством цветов и оттенков, которые может принимать каждая точка изображения. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и – 00000001. Таким образом, чем качественнее изображение, тем больше размер файла.

Растровое представление обычно используют для изображений фотографического типа с большим количеством деталей или оттенков. При уменьшении количества точек теряются мелкие детали и деформируются надписи. Добавление пикселей приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами. Распространены форматы .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx и др.

Без дополнительных плагинов (дополнений) наиболее распространенные броузеры понимают только растровые форматы – .gif, .jpg и .png.

Некоторые растровые редакторы способны грузить один из векторных форматов (обычно .wmf) в качестве фона или сразу переводить их в растр с возможностью непосредственного редактирования.

 

Трёхмерная графика

      *S***v***}*u***~*p** *s***p***y*{*p (3D, 3 Dimensions, *********{. 3 *y*x*}*u***u*~*y**) *¥ ***p*x*t*u*| *{*€*}*********u***~*€*z *s***p***y*{*y, ***€*r*€*{*****~*€****** *****y*u*}*€*r *y *y*~*********}*u*~***€*r (*{*p*{ *****€*s***p*}*}*~****, ***p*{ *y *p*****p***p***~****), *****u*t*~*p*x*~*p***u*~*~**** *t*|** *y*x*€*q***p*w*u*~*y** *€*q***v*}*~**** *€*q***u*{***€*r. *A*€*|*****u *r***u*s*€ *****y*}*u*~***u****** *t*|** ***€*x*t*p*~*y** *y*x*€*q***p*w*u*~*y*z *~*p ***|*€***{*€*****y ***{***p*~*p *y*|*y *|*y*****p ***u***p***~*€*z *****€*t***{***y*y *r *p*****y***u*{*******~*€*z *r*y*x***p*|*y*x*p***y*y, *{*y*~*u*}*p***€*s***p***u, ***u*|*u*r*y*t*u*~*y*y, *{*€*}*********u***~**** *y*s***p**, ***u***p***~*€*z *****€*t***{***y*y, *p ***p*{*w*u *r *~*p***{*u *y *****€*}*****|*u*~*~*€*****y.

*S***v***}*u***~*€*u *y*x*€*q***p*w*u*~*y*u *~*p ***|*€***{*€*****y *€***|*y***p*u****** *€** *t*r***}*u***~*€*s*€ ***u*}, *****€ *r*{*|*****p*u** ***€*******€*u*~*y*u *s*u*€*}*u*****y***u***{*€*z *****€*u*{***y*y *****v***}*u***~*€*z *}*€*t*u*|*y *****u*~** *~*p ***|*€***{*€****** (*~*p*****y*}*u**, ***{***p*~ *{*€*}*********u***p) ** ***€*}*€****** *****u***y*p*|*y*x*y***€*r*p*~*~**** *****€*s***p*}*}. *P***y *****€*} *}*€*t*u*|** *}*€*w*u** *{*p*{ ***€*€***r*u*******r*€*r*p**** *€*q***u*{***p*} *y*x ***u*p*|***~*€*s*€ *}*y***p (*p*r***€*}*€*q*y*|*y, *x*t*p*~*y**, *****p*s*p*~, *p*****u***€*y*t), ***p*{ *y *q****** ***€*|*~*€******** *p*q*******p*{***~*€*z (*****€*u*{***y** ***u*******v***}*u***~*€*s*€ *****p*{***p*|*p).