Графика и графические пакеты. Виды графики и графических пакетов

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный педагогический университет

имени Козьмы Минина»

(Мининский университет)

 

Факультет естественных, математических и компьютерных наук

Кафедра «Прикладная информатика и математика»

Контрольная работа

по дисциплине: «Введение в специальность»

 

на тему: «Графика и графические пакеты. Виды графики и графических пакетов. Использование графики в различных предметных областях, в обучении. Наиболее известные графические пакеты. Их возможности. Перспективы развития компьютерной графики.»

 

 

 

Выполнил: студент 1-го курса, группы ПМЗ-13

Жданкин Дмитрий

Проверила: Любимцева А.Г

 

Нижний Новгород

2013г.

Введение.................................................................................................................3

1. Графика и графические пакеты...................................................................4
2. Виды графики и графических пакетов.......................................................6
3. Использование графики в различных предметных областях, в обучении.......................................................................................................8
4. Наиболее известные графические пакеты. Их возможности..................12
5. Перспективы развития компьютерной графики.......................................15

Заключение.......................................................................................................17

Список литературы.........................................................................................18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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. Графический интерфейс пользователя сегодня является стандартом “де-факто” для программного обеспечения разных классов, начиная с операционных систем. 
Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, – компьютерная графика. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее).

Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и во многих случаях выступает “локомотивом”, тянущим за собой всю компьютерную индустрию.

Машинная графика продолжает лидировать в вопросах обеспечения нашего взаимодействия с компьютерами и организации доступа к информации. Мы вступаем в новую эпоху расширения полномочий графических систем при движении по информационной супермагистрали.

Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета. Иногда предприятия заказывают такую работу специальным дизайнерским бюро или рекламным агентствам. Без компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения. Основные трудозатраты в работе редакций и издательств тоже составляют художественные и оформительские работы с графическими программами.

 

 

1. Графика и графические пакеты

Графика — вид изобразительного искусства, использующий в качестве основных изобразительных средств линии, штрихи, пятна и точки.

Специальный раздел информатики посвящен компьютерной графике, которая основана на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, статистики и др.

Компьютерная графика позволила уйти от традиционных способов работы с изображением на бумаге к более удобным и быстрым. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир.

Графический редактор  — программа (или пакет программ), позволяющая создавать, редактировать или просматривать графические файлы.Эта программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д.

Компьютерную графику можно разделить на три категории — растровая графика, векторная графика и трёхмерная графика.

Графика не является самодостаточным выразительным средством и в языках спецификаций всегда служит лишь некоторым дополнением к тексту. В первую очередь это связано с иероглифичностью графики. Графика может улучшить воспринимаемость текста и повысить эксплуатационные свойства языкового средства.   

Среди неоспоримых плюсов графики можно выделить обилие признаков, таких как: цвет (оттенок, насыщенность), размер, форма, текстура, позиция, ориентация и масштабирование. С точки зрения кратковременной памяти ("проще знать немного о многом") это, несомненно, позволяет создавать сущности большей информативности. Даже с учетом того, что существуют ограничения на использование этих признаков: например, текстура вызывает утомление, некоторые признаки слабо подходят для отображения количественных значений, другие - качественных.  
        Графика позволяет использовать метафору - представление новых или необычных для пользователя явлений через другие явления, хорошо ему известные из повседневной жизни. Механизм работы метафоры с точки зрения психологии заключается в использовании уже существующих у пользователя знаний - долговременной памяти. Что чрезвычайно упрощает освоение нового продукта для новичков в программировании.

В настоящее время компьютерная графика сформировалась как наука об аппаратном и программном обеспечении, которое используется для построения изображений. Сейчас компьютерная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для обеспечения наглядности и хорошего восприятия изучаемой информации. В целом можно отметить, что компьютерная графика применяется в медицине, рекламном бизнесе, индустрии развлечений и т. д.

Конечным продуктом компьютерной графики является изображение, понятное человеку. Это изображение может использоваться в различных сферах, например, оно может быть чертежом детали, иллюстрацией в руководстве по эксплуатации устройства, диаграммой, поясняющей динамику изменения значений, архитектурным проектом будущего здания, рекламным проспектом или видеороликом и т.д.

Компьютерная графика занимается процессами создания, хранения и обработки графических моделей с помощью ЭВМ, т.е. компьютерная графика изучает проблемы получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) с помощью компьютера. В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи:

-представление изображения в  компьютерной графике;

-подготовка изображения к визуализации;

-создание изображения;

-осуществление действий с изображением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Виды графики и графических пакетов.

В зависимости от принципа вывода изображения на экран монитора различают растровую, векторную и фрактальную графику и соответствующие графические редакторы. Отдельным видом компьютерной графики является трехмерная графика, сочетающая векторный и растровый способ построения изображения.

Графические редакторы используют для создания и обработки изображений.

• Редакторы растровых изображений используют для вывода минимальной единицы изображения точку. Точка имеет параметры: цвет, признак мигания, координаты по Х и У. Поэтому для растровых изображений используют понятие разрешение, выражающее максмальное количество точек на единицу длины. Для экранного разрешения возможны следующие варианты разрешения 800*600, 1024*768, 1280*1024 и др.Наиболее распространенными редакторами растровой графики являются PAINT, Adobe Photoshop. Наиболее популярны: Adobe Photoshop для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X, GIMP для GNU/Linux и других POSIX-совместимых. GIMP распространяется под лицензией GNU GPL.
• Редакторы векторной графики используют в качестве элементарного графического примитива линию(контур).Контур может иметь любую форму - прямой, кривой, ломаной, фигуры. Каждый контур может иметь две или более опорных точек, именуемых узлами. Элемент контура, заключенный между двумя смежными опорными точками называют сегментом контура. Контур может быть открытым и закрытым и на его основе могут быть созданы новые объекты путем применения к контурам операций группировки,комбинирования и объединения. Наиболее популярны: Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Free Hand — для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X, свободно распространяемый редактор Inkscape — для всех ОС.

Сравнительная характеристика растровой и векторной графики

Критерий сравнения	Растровая графика	Векторная графика
Способ представления изображения	Растровое изображение строится из множества пикселей	Векторное изображение описывается в виде последовательности команд
Представление объектов реального мира	Растровые рисунки эффективно используются для представления реальных образов	Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества
Качество редактирования изображения	При масштабировании и вращении растровых картинок возникают искажения	Векторные изображения могут быть легко преобразованы без потери качества
Особенности печати изображения	Растровые рисунки могут быть легко напечатаны на принтерах	Векторные рисунки иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы

 

• Фрактальная графика является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся перспективных видов компьютерной графики. Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. В основу метода построения изображений во фрактальной графике положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.

Многие графические пакеты предназначены для обработки только векторного изображения или только растра, но существуют и программы, сочетающие оба типа. Достаточно просто преобразовать векторное изображение в растр (растеризация), обратная задача является достаточно сложной, но существуют программы и для этого (т. н. векторизаторы). Программы для работы с трёхмерной графикой могут использовать как векторные (например, для построения сложных объектов), так и растровые (например в качестве текстур) изображения.

Многие графические программы позволяют импортировать и экспортировать в различные графические форматы.

Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора.

Особенности цветового охвата характеризуют такие понятия, как черно-белая и цветная графика. На специализацию в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.

На стыке компьютерных, телевизионных и кинотехнологий зародилась и стремительно развивается сравнительно новая область компьютерной графики и анимации.

Заметное место в компьютерной графике отведено развлечениям. Появилось даже такое понятие, как механизм графического представления данных (Graphics Engine). Рынок игровых программ имеет оборот в десятки миллиардов долларов и часто инициализирует очередной этап совершенствования графики и анимации.

 

 

 

 

 

3. Использование графики в различных предметных областях, в обучении

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.

Можно рассмотреть следующие основные области применения компьютерной графики.