Начало | За нас | обратна връзка
Компютърна графика - специална компютърна наука, която изучава техниките и методите за създаване и използване на обработка на изображения хардуерни и софтуерни компютърни системи Ан.
Тя обхваща всички видове изображения и форми за представяне на разположение на човешкото възприятие или на екрана, или под формата на копие на външен диск.
В зависимост от начина на получаване на изображение компютърни графики обикновено са разделени: в растерен, векторен и фрактал.
Самостоятелен обект се счита за триизмерна графика (3D) - графики, изучаващи техники и методи за изграждане на солидни модели на обекти във виртуалното пространство. Като правило, той комбинира метод изображения вектор и растер.
Особености цветова гама описват понятия като черно-бели и цветни графики.
Според степента на специализация на всички видове компютърна графика са разделени: по инженерна графика, научни графика, уеб графика, компютърна издателска и т.н.
Въпреки факта, че компютърната графика е просто инструмент, неговата структура и методи се основават на съвременни постижения на фундаментални и приложни науки: математика, физика, химия, биология, статистика, програмиране, както и много други.
3.2.1 растерни графики
Растерни графики - графично изображение, което е представено като съвкупност от точки. Всяка точка се нарича растерен елемент и описанието му се съхраняват в специални растерни файлове.
Има няколко растерни файлови формати, например, DIB (независими от устройството Bitmap - независими от устройството растерни формат), използван в Windows.
Изображението на екрана, на хартия, получена чрез принтер матричен - растерни изображения.
За растерни изображения, състоящи се от точки, от особено значение е концепцията за резолюция, което изразява броя на точките на единица дължина. разграничат:
- разделителната способност на изображението на екрана;
- разделителната способност на отпечатаното изображение.
Резолюция на оригинала се измерва в точки на инч, в зависимост от изискванията за качество на изображението и размера на файла, или метод на записа метод за създаване на оригиналния илюстрацията, форматът на любими файлове и други параметри. По принцип правилото, че по-високите изисквания за качество, толкова по-висока трябва да бъде резолюцията на оригинала.
Разделителна способност на екрана на изображението. За копия от едно изображение на екрана елементарни точка се нарича пиксел. пиксел размер варира в зависимост от разделителната способност на екрана, както и резолюцията на оригиналния размер на изображението.
отпечатан резолюция на изображението. размер Dot като растерно изображение на хартиен носител (хартия, филм и т.н.), и на екрана в зависимост от използвания метод и параметрите на оригиналния прожекцията. Когато растеризация на оригинала като насложени мрежи линии, които образуват клетки елемент растер. честотен растер решетка се измерва с броя на редовете на инч, и се нарича решението на екрана.
Средства растерни графики, направени, за да илюстрира работата, изискваща висока точност при предаването на цветове и тонове. Въпреки това, размерът на растерни графични файлове бързо да увеличи с разрешение.
Един недостатък на растерни графики е т.нар пикселизирането снимките, когато те се увеличи (ако не се вземат специални мерки). След определен брой точки, намиращи се в оригинала, а след това в продължение на голям мащаб увеличава размера си, да станат видими растерни елементи, които нарушават самата графика.
предприети за противодействие на пикселизирането:
1) предварително за дигитализиране на оригинала с резолюция достатъчно за качествен изображения, когато мащабиране;
2) да се прилага стохастичен екран, който позволява да се намали пикселизация ефект в определени граници;
3) се използва метода на интерполация, при което увеличението на размера на илюстрацията не се дължи на точките за мащабиране, и чрез добавяне на необходимия брой междинни точки.
3.2.2 Vector Graphics
Основният елемент на векторна графика изображението е на линия. Линия описано математически като един обект, и следователно количеството данни за показване на векторни графики на обекта означава по същество е по-малка от растерни графики.
Линия - прости векторни графики. Подобно на всеки обект, линията има следните свойства: форма (права линия), дебелина, цвят, шрифт (твърдо вещество, пунктирана). Затворени линии стават попълнено собственост. пространство, обхваната от тях може да бъде запълнена с други обекти (текстура карта) или избрания цвят.
Понякога, вместо на линията на понятието се използва терминът веригата. Този термин е по-пълно отразява същността, тъй като веригата може да бъде с всякаква форма - прав, крива, полигонална линия форма.
Един прост затворена крива линия или като две или повече точки, наречени възли. контур елемент затворени между две съседни опорни точки, наречен контур сегмент. Възли също имат свойства, които оказват влияние върху параметрите на формата и естеството на края на линията за взаимодействие с други обекти.
контура форма се променя движението на контролни точки, смяна на имоти чрез добавяне на нови и премахване на съществуващите възли.
Circuit може да се отваря и затваря, когато последният отправна точка е и първата.
Contour е една елементарна графика обект. От контури създаване на нови обекти или групи. С множество схеми извършва операции групи, които съчетават обединение. В резултат, образувани, съответно: група от обекти, съставният верига, новата верига.
След операцията, групиране на всяка верига води своите имоти и обекти, принадлежащи към него.
След операцията, комбинация от съединение път придобива нови свойства, но единиците са еднакви.
След сливането на работа създава нови възли и променящи се свойства на оригиналния контура.
настройки Stroke Path определят типа си по картата. Те включват: дебелина линия, цвят линия, тип линия (твърдо вещество, проби и т.н.), формата на краищата (стрелка, извити и т.н.).
Затворени вериги имат специални свойства - пълнене, т.е. параметри пълнене обхванати област.
Разливане и също е обект има свой собствен набор от качества. Разграничаване: преден план цвят запълване, градиент пълнене (попълване два цвята с плавен преход между тях), текстура (запълва запълни модел с правилна структура) и запълване карта изображение (попълване подготвени растерно изображение, наречени карти).
Математически основи на векторна графика:
Точка - (. Х Y) на обекта в равнината представена от две числа, което показва неговата позиция по отношение на произхода.
Права линия - линията, описана от уравнението:
Уточняване на параметрите к а и б. Винаги можете да покажете безкрайната права линия в известна координатна система, т.е. направо достатъчно, за да зададете два параметъра.
А отсечка е различно от права линия, така че да се опише това изисква още два параметъра - координати на началото и края на отсечката.
Curve втори poryadka- парабола. Хипербола, елипса, кръг, т.е. всички линии, които съдържат уравнение от степен по-висока от втората. втората крива Поръчката ви няма инфлексни точки. Правите линии са само частен случай на криви от втори ред.
Като цяло, в уравнението на втория ред може да изглежда така:
По този начин, за да се опише от втори ред безкрайна крива достатъчно параметри. При описанието на сегмента на кривата на втория ред два допълнителни параметъра е необходимо.
крива трети ред в сравнение с второто криви ред е възможно инфлексна точка, при което кривите на третия ред са в основата на дисплея на природни обекти в векторни графики. Пример за кривите на третия ред е линията на огъване на човешкото тяло.
Като цяло, в уравнението на кривата на трети ред може да изглежда така:
Безие крива - това е опростена форма на кривите на третия ред. А метод за изграждане на крива на Безие се основава на един чифт допирателна към сегмента в своите окончания. Безие сегменти са описани от осем параметри, така че е по-удобно да се работи с тях. Във формата на линия влияе на ъгъла на наклона на допирателната и дължината сегмент.
3.2.3 Fractal Graphics
Fractal графики, както и вектор на базата на математически изчисления. Въпреки това, основен елемент фрактален се графиката е математическа формула, т.е. не са проблем не се съхранява и изображението в паметта на компютъра се основава единствено на уравненията.
Математическият основа е фрактал графичен фракталната геометрия. Тук, в основата на метода на изображения постави принципа на наследяване от така наречените "родителите" на геометричните свойства на обекти-наследници.
Концепцията на фракталната, фракталната геометрия и фракталните графики, се появява в края на 70-те години. Сега твърдо влезе в ежедневието на математици и компютърни художници. Думата фрактал от латинската fractus и средства ", състояща се от фрагменти." Беше предложено математик Беноа Манделброт през 1975 г., за да се отнасят до неправилни, но самостоятелно подобни структури, които вършеше.
Наречен фракталната структура, състояща се от части, които са в някои отношения, подобни на цялото.
Едно от основните свойства на фракталите е полусходство. Обектът се нарича самостоятелно подобен, когато нарастването на обекта са като на обекта и един на друг. Ако перифразираме тази дефиниция, можем да кажем, че в най-простия случай, малка част от фрактал съдържа информация за всички фрактали.
В центъра е фрактален форма простата си елемент - равностранен триъгълник, наречен "фрактален". След равностранни триъгълници са конструирани в сегмента страни центъра със странични равни на (1 / 3a) от страна на оригиналната фрактален триъгълник. От друга страна, в средата на дължината на страните получава триъгълници, които са предмет на приемници първо поколение, второ поколение облицовка потомък триъгълници със страни (1 / 9а) на оригиналните страни триъгълник.
Така, малки елементи фрактален обект повтаря свойства на целия обект. Получената обект се нарича "фрактален форма." Процесът на наследството може да се продължи за неопределено време. Така, че е възможно да се опише и графичен елемент като права линия.
Промяна и комбиниране на цветовете фрактални фигури могат да бъдат моделирани образи на живи и неживи (например, клоните на дърветата или снежинки) и представляват "фрактал състав" на получените цифри.
Както бе споменато по-рано, фрактален графиката по същия начин, както триизмерната вектор и се изчислява. Изображението е въз основа на уравнение или система от уравнения. С промяната на коефициентите може да получи напълно различна картина. Тази идея е използването на компютърна графика, благодарение на компактността на математически апарат, необходими за нейното прилагане. Така че, с няколко математически съотношения, които можете да зададете на линията и на повърхността е много сложна форма.
По този начин, като основната концепция за фрактални компютърна графика е "фрактал триъгълник". След това идва "фрактал модел", "фрактални обекти"; "Fractal права"; "Fractal състав"; "Обектно-майка" и "Обектно-наследник".
Надценява фрактални възможности компютърна графика, което позволява да се създаде абстрактно състав, с прилагането на техники, такива като композитен хоризонтални и вертикални, диагонална посока, симетрия и асиметрия и сътр.
От гледна точка на компютърната графика фракталната геометрия е необходима за производството на изкуствени облаци, планина, на морската повърхност. В действителност, благодарение на фрактални графики намерили начин за ефективното изпълнение на сложни Неевклидова обекти, чиито снимки са много близки до естественото. Геометрични фрактали на компютър екран - един образ, създаден от компютъра за дадена програма. Има фрактал фрактал анимация и музика в допълнение към фракталната картината.
Тримерна графика е широко използвани в области като научни изчисления, инженерно проектиране, компютърна симулация на физически обекти.
В опростена форма за обект пространствено моделиране изисква:
- за проектиране и създаване на виртуална скелет (скелет) на обекта, който най-добре съответства на действителния му вид;
- за проектиране и създаване на виртуални материали, физични свойства, визуализация, подобни на реалните;
- Материали назначават различни части на повърхността на обекта (дизайн текстура на обекта);
- конфигуриране на физическите параметри на пространството, което ще работи на обекта;
- комплект осветление, гравитацията, атмосферни свойства, свойствата на взаимодействие предмети и повърхности.
За създаване на реалистичен модел на обекта се използва геометрични фигури (правоъгълник, куб, сфера, конус, и т.н.) и така наречената плавно шлицов повърхност, най-често използвания метод на bicubic рационални В-шпонки на неправилна мрежа.
В компютърната графика, наречена сплайн крива е изработена от няколко точки, описанието е дадено от полином от определена степен крива.
От значителен интерес е създаването на триизмерни графични изображения (сближаване) на човешкото тяло, като основа за проектиране на дрехи.
През последните години става все по-важни за компютърна графика, съчетаваща точността на описанието и съдържанието на обекта, а в същото време, изисква кратка продължителност на получаване на изображение-нето.
Свързани статии