Технологии работы с программными средствами компьютерной графики

Графическая информация — информация, представленная в виде изображений. Изображения при этом могут быть неподвижными (рисунки, фотографии, слайды и т.д.) и подвижными (анимация, видео и т.д.). Графическую, как и текстовую, информацию можно создавать и редактировать на компьютере. В информатике существует специальная область, называемая компьютерной графикой, которая изучает методы и средства создания и обработки изображений с помощью программных и аппаратных средств компьютера. Компьютерная графика бывает двухмерной — 2D (от англ, two dimensions — два измерения) и трехмерной — 3D (от англ, three dimensions — три измерения).

В двухмерной графике различают три основных вида: растровая, векторная и фрактальная графика. Отличаются они друг от друга принципами формирования изображения на экране монитора или при печати на бумажном носителе.

Растровую графику применяют в основном при обработке и редактировании графических изображений в мультимедийных и полиграфических изданиях. Растр — изображение, построенное из отдельных элементов (точек), как правило, расположенных регулярно. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создаются вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели сканируют иллюстрации, заранее подготовленные на бумаге, или фотографии. В настоящее время для ввода растровых изображений в компьютер широко используются цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Изображение в растровой графике представляется в виде набора точек, поэтому основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение формируется на экране монитора, то эта точка называется пикселом (picture element — piXel, элемент картины). В зависимости от настроек графического разрешения монитора на экране могут размещаться изображения, имеющие 800 х 600, 1024 х 768 и более пикселов. С размером изображения непосредственно связано его разрешение. Значение этого параметра измеряется в точках на дюйм (dot per inch — dpi). Например, для монитора с диагональю 17 дюймов полный размер изображения составляет около 36 х 27 см. Поскольку дюйм равен 2,54 см, то при работе монитора компьютера в режиме с разрешением 1024 х 768 пикселов разрешение экранного изображения составит 72 dpi. При печати разрешение требуется намного выше, оно составляет в среднем 200—300 dpi.

К достоинству растровой графики относится высокое качество изображений объектов с большим числом цветов и плавными цветовыми переходами.

К недостаткам растровой графики можно отнести:

• • большие информационные объемы файлов растровой графики;
• • невозможность увеличить растровые изображения без потери качества, поскольку увеличение размеров изображения приводит к увеличению размеров пикселов и качество изображений ухудшается, этот эффект называется пикселизацией.

Векторная графика предназначена в первую очередь для создания иллюстраций и в меньшей степени — для их обработки. Такие иллюстрации широко используются в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. В векторной графике основными элементами изображения являются наборы геометрических примитивов, которые рассматриваются как некоторые объекты. Обычно в качестве таких объектов выбираются точки, прямые линии, окружности, прямоугольники или в общем случае сплайны (от англ. spline — планка, рейка, кусочно-заданная функция, совпадающая с более простыми функциями на каждом элементе разбиения своей области определения) некоторого порядка. Объектам в векторной графике присваиваются некоторые параметры (атрибуты), например, форма линии, ее толщина, цвет, стиль линии. Рисунок, созданный в векторной графике, хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов. Например, если в растровой графике линия представляется как совокупность точек и для каждой точки линии отводится один, два, три или более байтов памяти (т.е. чем длиннее линия, тем больше памяти необходимо для ее представления), то в векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от ее размеров. При любых преобразованиях линии изменяются параметры объекта — линии, а объем необходимой памяти остается неизменным.

К достоинствам векторной графики по сравнению с растровой графикой можно отнести:

• • небольшие информационные объемы файлов, созданные с помощью векторной графики;
• • изображения без потери качества могут масштабироваться, поворачиваться, деформироваться; кроме того, проще производится имитация трехмерного пространства, что открывает компьютерному дизайнеру простор для творчества.

К недостаткам векторной графики можно отнести:

• • высокую степень трудоемкости при создании художественных иллюстраций;
• • серьезные проблемы, возникающие при создании реалистичных художественных композиций. Это объясняется тем, что не всякое реалистическое изображение можно представить в виде набора примитивов, поэтому векторную графику, применяют в основном для оформительских, чертежных и проектно-конструкторских работ.

Фрактальная графика является разновидностью векторной, тем не менее ее выделяют в отдельный вид из-за отличий от векторной графики, которые состоят в том, что примитивы в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по одному или нескольким уравнениям, поэтому хранятся только коды процедур, выполняющих вычисления координат точек изображения. Фрактальную графику применяют в основном для создания оригинальных художественных иллюстраций. В качестве основного объекта во фрактальной графике используется фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями. Фракталы позволяют описывать классы изображений, для детального описания которых требуется относительно небольшой объем памяти.

Фракталы не применяются одновременно к изображениям вне этих классов. Характерной особенностью фрактального объекта является подобие частей объекта свойству всего объекта. Таким свойством обладают объекты живой и неживой природы — например, лист папоротника, снежинка, некоторые кристаллы. Способность фрактальной графики моделировать с помощью вычислений образы живой природы часто используют для создания необычных иллюстраций.

Трехмерная компьютерная графика широко используется в кино, телевидении, компьютерных играх и т.д. В трехмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются в виде набора поверхностей. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники. Всеми визуальными преобразованиями в ЗО-графике управляют матрицы. В компьютерной графике используется три вида матриц: матрица поворота, матрица сдвига, матрица масштабирования. Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет три вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (х, у,?). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, который может быть повернутым, сдвинутым или масштабированным относительно исходного полигона.

https://studref.com/334261/informatika/informatika_programmnye_sredstva_personalnogo_kompyutera хороший сайт, там много других тем

Учебная анимация.

Термин «обучающая анимация» означает любое подвижное изображение, которое используется в образовательных целях. Это может быть просто движущаяся стрелка на диаграмме или полноценный мультфильм по вашей теме. Главная причина, по которой многие преподаватели создают анимации, — это повышение эффективности обучения. Самый простой способ «оживить» изображения или их элементы – использовать инструменты анимации в PowerPoint.