Графика и графические пакеты. Виды графики и графических пакетов

Научная графика. Научная графика служила основой для появления современной компьютерной графики. Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, пользователи дополнительно производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи конструкций. Первые графики на ЭВМ получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства – графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков на бумаге. В настоящее время научная компьютерная графика дает возможность параллельно отображать получаемые результаты экспериментов в графическом виде. Несомненно, что научная графика будет развиваться в этом же направлении, чтобы ученому, которому ведет эксперимент, сидя за ПК, придать эффект погружения в экспериментальный процесс. Это будет достигаться за счет многомерного отображения получаемых результатов, с помощью чего можно будет отслеживать изменение одновременно нескольких значений. Конечно же это потребует дополнительных вычислительных ресурсов от ПК.

Деловая графика. Деловая графика – область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки – вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Как правило, программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц, различных систем учета и пр. Можно считать, что деловая графика в настоящее время достигла максимума своего развития и в перспективе серьезных изменений здесь не следует ожидать.

Конструкторская графика. Конструкторская графика используется в работе инженеров–конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизированного проектирования (САПР). С помощью конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения. Особенностью конструкторской графики является высокая точность получаемых чертежей. В настоящее время развитие конструкторской графики идет в направлении получения высокоточных (реалистичных) трехмерных изображений.

Художественная и рекламная графика. Художественная и рекламная графика используется для создания рекламных роликов, мультфильмов, видеоуроков и т.д. Данный вид графики, как правило, применяется для создания различных спецэффектов: изображений экзотических чудовищ, имитации стихийных бедствий и других элементов, которые являются фоном для игры живых актеров. Программное обеспечение для этих целей, как правило, требует больших ресурсов от компьютера. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических и анимационных изображений. Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Несомненно, данное направление является одним из самых перспективных в области компьютерной графики, так как существует реальные потребности в создании более качественных и реалистичных изображений. В этом заинтересованы кинематограф, телевидение, создатели рекламы и т.д. То есть существует большой и емкий рынок, который ждет новых решений в области усовершенствования компьютерной графики.

Компьютерная анимация. Компьютерная анимация – это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начальное и конечное положение движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения. Компьютерная анимация наибольшее распространение получила в области создания современных мультфильмов рекламы, развлечений (компьютерных игр), обучения, Интернет.

Данное направление также является одним из самых перспективных, так как оно непосредственно связано с предыдущим видом графики и практически уже не отделимо от него. Главная же перспектива развития компьютерной графики заключается именно в слиянии различных направлений в виде новых программных средств. Самым ярким примером такого слияния является Flash-технология, в которой анимация и художественная графика вместе объединены.

Существует огромная область так называемой технической графики. Геодезисты и картографы, полиграфисты и астрономы, конструкторы и архитекторы, дизайнеры, модельеры, создатели рекламы, медики - далеко не все, кому необходима возможность работы с изображением с помощью компьютера. Таково назначение программ "графический редактор". Использование этих программ открывает перед людьми новые профессиональные возможности.

Современный информационный этап развития общества характеризуется активным внедрением информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в сферу образования.

Реализация дидактических возможностей средств ИКТ, таких как компьютерная визуализация учебной информации, незамедлительная обратная связь между пользователем и средствами ИКТ, автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью, контроля результатов усвоения и т.д., создает предпосылки для совершенствования образовательного процесса, активизации учебной деятельности обучаемых и улучшения качества усвоения учебного материала.

К средствам ИКТ, обладающим высоким дидактическим потенциалом, относятся не только мультимедийные обучающие программы, информационные ресурсы глобальной сети Интернет, но и средства изучения и анализа информационных процессов - функциональные модели. Этот вид моделирования оперирует такими моделями как схемы (блок-схемы), графики, чертежи, диаграммы, таблицы, рисунки, дополненные специальными правилами их объединения и преобразования. Построение и создание данных моделей возможно с помощью различных графических пакетов.

Для обучения студентов практике функционального моделирования наиболее полно подходят программы построения блок-схем и диаграмм, средства деловой графики и создания демонстрационных приложений (слайд-шоу, мультимедиа-шоу, анимация). Некоторые из них содержат встроенные пакеты с развитыми математическими функциями и позволяют выполнять сложную обработку данных, необходимую при построении функциональных моделей.

В операционной системе Linux имеется несколько приложений, использующие встроенный стандарт построения диаграмм IDEF0.

Приложение Dia - это программа для создания векторных диаграмм и может рассматриваться как альтернатива для Microsoft Visio. Это достаточно простой и в то же время функциональный графический редактор. К его несомненным достоинствам следует отнести удобный интерфейс, единый для всех офисных приложений и, как следствие, привычный пользователю. С его помощью можно создавать такие виды диаграмм: баз данных, диаграмм сущность-связь,  радиоэлектронных элементов, потоковых диаграмм, сетевых диаграмм и других. Возможности Dia расширяются с помощью новых наборов объектов, которые описываются с помощью файлов в формате основанном на XML.

Использование функциональных моделей при обучении студентов позволяет научить студентов самостоятельно приобретать новые знания в процессе предпроектного исследования предметной области учебной модели при помощи Интернет-технологий, описывать информационные потоки при помощи методологии функционального моделирования; использовать электронную документацию для самостоятельного изучения нового программного продукта и основных принципов его использования при построении функциональной модели.

В целом использование разнообразных информационных технологий приводит к повышению уровня ИКТ - компетентности студентов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Наиболее известные графические пакеты. Их возможности.

Название	Описание
2D & 3D ANIMATOR	Прекрасный инструмент для создания обычных изображений, баннеров и кнопок для Web страницы.
Access Image	Профессиональный графический редактор для платформы Windows для создания качественных изображений. Быстрый и легкий в использовании со всеми популярными функциями присущими современным графическим редакторам.
Adobe PhotoShop	Самый популярный графический пакет для профессионального редактирования любых форматов изображений. Художники, работающие в области компьютерного дизайна, могут бесконечно спорить о том, что лучше Mac или PC, но все они едины в одном — без Adobe Photoshop практически никто из них не обходится. Потрясающие инструменты для работы с растровой графикой уже давно возвели Adobe Photoshop в ранг короля графических редакторов.
Advanced GIF Optimizer	Программка, ориентированная на подготовку картинок к выкладыванию на WWW. Занимается тем, что сжимает картинки, изрядно сокращая их размер, практически, без потери качества. Позволяет посмотреть, что же Вы получите на выходе, а также оценить разницу между исходными и конечными размерами. Умеет обрабатывать множество картинок сразу. Может оптимизировать и анимированные GIFы.
Corel Draw	Мощный графический редактор с функциями создания публикаций, снабжённый инструментами для редактирования графики и трёхмерного моделирования, разработанный канадской корпорацией Corel. В пакет CorelDRAW Graphics Suite также входит редактор растровой графики Corel PHOTO-PAINT и другие программы, например, для захвата изображений с экрана Corel CAPTURE. Программа векторизации растровой графики Corel TRACE, до 12 версии входила в пакет, как самостоятельная программа.
Adobe Type Manager; Adobe Illustrator	Программы являются очень популярны в среде графики и издательства. Основная причина популярности – их  универсальность. Практически любой пользователь, как любитель, так и профессионально работающий с графикой, может создавать различные по сложности проекты- от простой поздравительной открытки и до сложных макетов. Также немаловажным фактором является и высокая интуитивность интерфейса, благодаря которой  весьма реально изучить принципы работы этого графического пакета методом ”научного тыка”. А возможность экспорта и импорта объеков позволяет использовать её для самых различных целей.
AutoCAD	Двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения, разработанная компанией Autodesk. AutoCAD и специализированные приложения на его основе нашли широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности. Программа выпускается на 18 языках. Уровень локализации варьируется от полной адаптации до перевода только справочной документации. Русскоязычная версия локализована полностью, включая интерфейс командной строки и всю документацию, кроме руководства по программированию.
Microsoft Paint	Многофункциональный, но в то же время довольно простой в использовании растровый графический редактор компании Microsoft, входящий в состав всех операционных систем Windows. С его помощью можно изучить основные приемы работы с компьютерной графикой и основные приёмы работы с объектами. Он выступает и как базовое графическое средство системы Windows 95. В тех случаях, когда в системе или в ее приложениях следует выполнить какую-то операцию с графическим объектом (например, просмотр или редактирование), происходит автоматическая подгрузка данного редактора.
Picasa	Это мощный каталогизатор изображений, который решает проблему запоминания папок и того, что в них хранится. Picasa автоматически индексирует предопределенные папки и добавляет новые фотографии в свою базу данных. Программа позволяет создавать виртуальные альбомы, слайд-шоу, содержит в себе простейшие функции редактирования изображений и умеет подключаться непосредственно к камере для последующей загрузки фотографий на компьютер.
Harward Graphics	Представляет собой пакет универсальной графики, который может удовлетворить широкий круг пользователей. Он может: 1)   строить круговые, секторные диаграммы, гистограммы, линейные графики; 2)   организовывать титульные листы; 3)   объединять несколько изображений в одно; 4)   создавать схемы произвольной иерархической структуры; 5)   строить динамические изображения, мультфильмы; 6)   имеет широкий набор шрифтов, расширенная библиотека изображений.
Paint Brush	Пакет иллюстрационной графики с широкими возможностями, предназначенный для создания и оформления изображения на экране и вывода его на внешнее устройство. Возможен ввод со сканера. С помощью этого пакета можно строить изображения путём компоновки их из ранее созданных, объединять изображения с текстом, изменять цвета и т.д. Имеется библиотека готовых изображений, имеются функции масштабирования изображений, поддерживать работу с мышью.
Show Partner	Для создания рисунков и мультипликации. Он включает в себя графический редактор, редактор построения сценариев, программу демонстрации.
IBM Storyboard Plus	Обладает широкими возможностями. Он имеет такие дополнительные возможности: ввод изображения с телекамеры, воспроизведение звуковых эффектов.
Persuasion.	Этот пакет позволяет работать с аудио- и видеоданными, воспроизводить различные звуковые и видеоэффекты, изготавливать слайды.

 

5. Перспективы развития  компьютерной графики.

Развитие компьютерной графики определяется в основном двумя факторами: реальными потребностями потенциальных пользователей и возможностями аппаратного и программного обеспечения. Потребности потребителей и возможности техники неуклонно растут, и на сегодняшний день компьютерная графика активно используется в самых различных сферах.

Современные графические системы обладают достаточной производительностью для создания сложных анимационных и динамических изображений. В системах моделирования, которые также называются симуляторами, пытаются получить и визуализировать картину процессов и явлений, которые происходят или могли бы происходить в реальности. Самым известным и наиболее сложным примером такой системы является симулятор полётов, который используют для моделирования обстановки и процесса полёта при обучении пилотов. В оптике симуляторы используются для моделирования сложных, дорогостоящих или опасных явлений. Например, моделирование формирования изображения или моделирования процессов в лазерных резонаторах.

Сегодня интерактивная машинная графика стала доступна уже не только узкому кругу специалистов. Мощные процессоры и современные программы сделали общение человека с ЭВМ настолько простым, что рисовать и даже проектировать с помощью ЭВМ может практически любой пользователь.

2D-графика достигла максимальной  скорости (для классических задач  и разрешений). Все поставляемые  сегодня ПК имеют возможности 3D-графики.

Активно развивается «новое» направление КГ – обработка видеоинформации.

Часть графических адаптеров умеет на аппаратном уровне обрабатывать гладкие трехмерные поверхности (сплайны), основанные на кривых, задаваемых контрольными точками. Модели, построенные с использованием сплайнов, описываются сравнительно компактным набором формул и не требуют передачи огромного массива геометрических данных. Впервые поддержка гладких трехмерных поверхностей  реализована фирмой в графическом чипсете GeForce3.

Поверхности на основе сплайнов часто называют параметрическими, поскольку их форма определяется параметрами контрольных точек, а изменение параметров приводит и к изменению формы поверхности. В недалекой перспективе следует ожидать применения параметрических поверхностей в играх. Внедрение этой технологии станет революционным этапом развития компьютерной графики реального времени.

Другим перспективным методом улучшения качества представления объектов является «выдавливание» треугольников в третье измерение. Эта технология фирмы ATI получила название TruForm. Ее основное преимущество заключается в совместимости с уже существующими программами. Для адаптации игры к требованиям TruForm разработчикам достаточно выпустить небольшое дополнение, разрешающее графическому адаптеру обрабатывать треугольники в сцене, придавая им выпуклость.

Для улучшения качества представления сцены в целом все шире применяют различные методы полноэкранного сглаживания результирующей картинки. В перспективе можно ожидать заметного ускорения процесса сглаживания в высоких разрешениях.

Направления развития компьютерной графики следующие:

· графика для автоматизированного проектирования в машиностроении, строительстве, электронике, а также художественном конструировании;

· программное управление станками, роботами-манипуляторами и подготовкой автоматизированного производства;

· цветная и полутоновая графика для формирования реалистических изображений пространственных объектов, в том числе для машинной мультипликации;

· автоматизированная обработка изображений, их хранения, пересылки, анализ, распознавание образов;

· иллюстративная и деловая графика, наглядное представление информации в исследованиях, системах управления, производстве;

· специализированная графика в полиграфии, издательском деле, рекламе;

· учебная и игровая графика

Системами мультимедиа являются интерактивные компьютерные системы, обеспечивающие работу с многими информационными средами, неподвижным изображением и движущимся видео, анимированной компьютерной графикой, текстом и звуком.

Гипертекст в общем случае - это система информационных объектов (статей), в которой заданы и автоматически поддерживаются ассоциативные и смысловые связи между выделенными объектами (элементами, понятиями, срокам или разделами). Это текст, где отдельные термины на экране дисплея выделены подсветкой, а соответствующее определение сразу может быть выдано на экран Сфера применения гипертекстовых технологий очень широка: издательская деятельность, библиотечная работа, обучающие системы, разработка документации, законов, справочного управления, баз данных, знаний и иін.

Такая система содержит средства представления и обработки слов и гипертекстовых структур, информационного сочетание документов, а также прокладка и запоминания путей в гипертексте При работе с гипертекстовою системы постепенно исчезает различие между автором и читателем, т.е. гипертехнология становится авторскою.

Заключение

Компьютерная графика позволила отойти от традиционных способов работы с изображением на бумаге к более удобным и быстрым. Это не означает, что время живописи на холсте обычными кистью и красками прошло, просто добавились другие способы рисунка, живописи и графики.

В последнее время компьютерные технологии продвигаются очень интенсивно, и это способствует бурному развитию программного обеспечения. Каждые полгода выходят продукты с множеством нововведений.