-
- Основні поняття та засоби комп'ютерної графіки
- Що таке комп'ютерна графіка
- Комп'ютерна графіка – це галузь людської діяльності, пов'язана із створенням та опрацюванням графічних зображень за допомогою комп'ютерів та пристроїв цифрового типу
Види комп'ютерної графіки - Графічні об'єкти, як і текст, зберігаються на носіях у вигляді файлів даних.
- Графічні файли даних бувають статичними та анімаційними.
- В залежності від цього розрізняють:
- статичну графіку
- малюнки
- фотографії
- креслення
- схеми
- діаграми
- тощо
- динамічну графіку
Цей тип графіки насамперед призначено для застосування у сферах, пов'язаних із традиційними технологіями друку (видавнича та рекламна діяльність, картографія, фотографія, розробка креслень тощо), а також для публікації в Інтернеті та створення інтерфейсу користувача. - Цей тип графіки насамперед призначено для застосування у сферах, пов'язаних із традиційними технологіями друку (видавнича та рекламна діяльність, картографія, фотографія, розробка креслень тощо), а також для публікації в Інтернеті та створення інтерфейсу користувача.
- За способом створення комп'ютерну графіку можна розділити на двовимірну і тривимірну.
- У двовимірній графіці (2D-графіці) зображення будується з використанням плоских геометричних моделей, тексту та растрових даних.
Тривимірна графіка - Тривимірна графіка (3D) — розділ комп'ютерної графіки, сукупність прийомів і інструментів (як програмних, так і апаратних), призначених для зображення об'ємних об'єктів.
- Застосовується для створення зображень на плоскості екрану або аркушу друкарської продукції в архітектурній візуалізації, кінематографі, телебаченні, комп'ютерних іграх, друкарській продукції, а також в науці і промисловості.
Векторні, растрові та фрактальні зображення - Зазвичай комп'ютерну графіку розділяють на векторну і растрову, хоча відособляють ще і представлення зображень фрактального типу.
- Графіка фрактального типу
Фрактальна графіка - Фрактал — це об'єкт, що будується за певними математичними формулами (як графік) і окремі елементи якого успадковують властивості батьківських структур.
- Описати фрактальний об'єкт можна всього лише декількома математичними формулами.
- На практиці фрактали застосовуються поки що рідко.
- Тому файл, що містить навіть велике фрактальне зображення має дуже малі розміри, для детального опису яких потрібно відносно мало пам'яті.
Векторна графіка - Малюнок зберігається у файлі як набір координат, векторів та інших чисел, що характеризують набір примітивів. Тому він має невеликий розмір.
- Векторна графіка представляє зображення як набір геометричних примітивів: крапки, прямі, кола, прямокутники, криві лінії, які описуються математичними формулами.
- Об'єктам надаються деякі атрибути, наприклад, товщина ліній, колір заповнення.
- На зображенні показані векторний малюнок і окремі його елементи
- При відтворенні об'єктів, що перекриваються, має значення їх порядок.
Основна властивість векторної графіки - Основна властивість векторного зображення пов'язана із принципом його кодування. В файлі такого зображення зберігаються математичні характеристики його елементів. Тому розмір такого файлу не залежить від розміру його зображення.
- Всі зображення, які не потребують високої реалістичності (креслення, мапи, ділову графіку, рисунки) рекомендується створювати і зберігати саме як зображення векторного типу.
- Файли векторного зображення обох птахів мають однакові розміри, хоча їх зображення мають різні розміри при однаковій якості.
Растрова графіка - Як правило, піксели такі малі, що на екрані вони зливаються, і зображення видається цілісним, хоча в разі збільшення добре видно його зернисту структуру.
- Растрове зображення являє собою прямокутний масив пікселів.
- Нагадаємо, що піксель — це неподільний елемент зображення, зазвичай квадратної форми, який має певний колір.
Кодування повноколірних зображень - Щоб зрозуміти кодування повноколірних зображень, слід ознайомитися із існуючими колірними моделями.
- Колірною моделлю називають систему кодування кольорів, яка використовується для зберігання, відображення на екрані та друку зображення.
- Є десятки колірних моделей, більш чи менш поширених. Ми розглянемо три найуживаніші — RGB, CMYK і HSB.
Колірна модель RGB - Колірна модель RGB є моделлю випромінюваного світла.
- Тому вона підходить до монітора, який працює в режимі випромінювання.
- У ній кольори розглядаються як результат змішування (додавання) трьох базових кольорів, що випромінюються:
- червоного (Red),
- зеленого (Green),
- синього (Blue).
Колірна модель CMYK - Колірна модель CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK) є моделлю відбитого світла.
- Базові кольори CMYK утворено шляхом вилучення з білого світла базових кольорів моделі RGB:
- блакитний (білий мінус червоний),
- пурпуровий (білий мінус зелений),
- жовтий (білий мінус синій).
- Вона підходить до принтера, який наносить фарбу на папір, що не випромінює світло, а відбиває його. Основна її сфера застосування — повноколірний друк.
- Якщо, наприклад, об'єкт відбиває лише червоні компоненти світла, вони сприймаються оком, і об'єкт здається нам червоним.
- Відомо, що матеріал поверхні об'єкта, на який падає світло, одні його компоненти поглинає, а інші відбиває.
Колірна модель CMYK - Колір у моделі CMYK задається чотирма числами від 0 до 100, які визначають інтенсивність базових кольорів.
- Білий колір — це повна відсутність кольору (значення всіх колірних складових дорівнюють 0, бо, як правило, папір білий), а чорний утворюється, коли значення усіх компонентів максимальні (100,100,100).
- Змішування трьох компонентів CMY з рівних кількостях дає відтінки сірого.
- Наприклад, темно-помаранчевий колір містить:
- 30% блакитного (cyan)
- 45% пурпурового (magenta)
- 80% жовтого (yellow)
- 5% чорного (black).
- Тому цьому кольору відповідає четвірка чисел (30, 45, 80, 5)
- Хоча чорний колір можна утворити змішуванням кольорових фарб, на практиці ідеально чорного кольору досягти важко. До того ж неекономно витрачати три фарби там, де можна витратити одну – чорну. Тому до схеми CMY було добавлено окремо чорний колір.
Колірна модель HSB - Третя модель, яку називають HSB (Hue, Saturation, Brightness) або HSV (Hue, Saturation, Value), визначає колір за допомогою трійки чисел, кожне з яких відповідає одній з базових його характеристик.
- Відтінок (Hue) задає розташування кольору у спектрі видимого світла, тобто визначає, яким саме є колір: жовтим, червоним, синім тощо. Значення 0 колірного тону відповідає червоному кольору, який змінюється на жовтий, потім — на зелений, блакитний, синій, пурпуровий і знову червоний.
- Насиченість (Saturation) визначає, наскільки колір є інтенсивним, віддаленим від сірого. Нульова насиченість відповідає відтінку сірого кольору.
- Яскравість (Brightness) визначає, наскільки колір світлий чи темний. Нульова яскравість — чорний колір, максимальна — білий.
- Модель HSB (HSV) часто використовується в програмах комп'ютерної графіки, оскільки зручна для людини.
- Як растрові, так і векторні зображення відтворюють переважно на растрових пристроях, зокрема на моніторах, лазерних та струминних принтерах.
- Зображення при цьому формується з фізичних пікселів (точок екрану або точок фарби на папері) — найменших фізичних елементів поверхні відтворення, які можна обробити програмним чи апаратним способом.
- Характеристика, що визначає кількість таких точок у пристрої або на папері, називається роздільною здатністю.
Фізична роздільна здатність монітора - Фізична роздільна здатність монітора — це кількість пікселів (фізичних точок екрану монітору), що припадають на одиницю довжини зображення на екрані.
- Вимірюється фізична роздільна здатність монітора в пікселах на дюйм (ppi — pixels per inch).
- Сучасні монітори мають роздільну здатність щонайменше 72 ррі.
- Тобто, 72 фізичних піксела на 2,54 см, або ≈ 3 піксела на 1 мм
- Частіше зустрічаються монітори з 96 та 120 ppi.
- Екран монітора являє собою матрицю фізичних точок однакових розмірів, які називають пікселами монітору.
- Розміщення цих точок утворюють ряди і стовпці.
- Роздільна здатність екрану зображення на моніторі — це кількість пікселів зображення, що розміщуються по ширині та по висоті екрану.
- При цьому один піксел зображення може складатися із одного або декількох пікселів екрану.
- У системі Windows роздільну здатність зображення екрану задають, вибираючи у діалоговому вікні налагодження його параметрів, як кількість пікселів по горизонталі та вертикалі, наприклад: 800x600, 1024x768.
- Так, якщо фізична роздільна здатність 17-дюймового монітору 120 ppi, то по горизонталі він містить 1600 фізичних пікселів, а по вертикалі -1200.
- При роздільній здатності зображення 800х600 точок на одну точку зображення припадатиме 4 фізичні точки екрану (дві по горизонталі та дві по вертикалі).
Порівняння растрових та векторних зображень Програмні засоби комп'ютерної графіки - Графічний редактор — це прикладна програма, яка дає користувачеві змогу створювати й редагувати на екрані комп'ютера зображення та зберігати їх для подальшого використання.
- Залежно від того, із зображеннями якого типу працюють у середовищі графічного редактора, його називають:
- растровим (Microsoft Paint, Adobe Photoshop, Corel Photo-Paint та інші)
- векторним (CorelDRAW, Adobe Illustrator, Corel Xara та інші)
- тривимірним (3D-Studio Мах, Maya та інші)
- Для створення та редагування графічних зображень використовують програми, які мають загальну назву графічні редактори.
- Від формату графічного файлу залежить спосіб зберігання даних малюнка (у растровому чи векторному вигляді), а також алгоритм їх стиснення.
- Зауважимо, що стиснення найчастіше застосовується до растрових графічних файлів, які займають досить багато місця на диску.
- Формати графічних файлів можна розділити на стандартні, що використовуються різними програмами, та унікальні – придатні для роботи лише в спеціальних програмах.
Найрозповсюджені формати растрової графіки - BMP (Bitmap) застосовують для збереження растрових зображень без стиснення, з кодуванням інформації про кожен піксел.
- GIF (CompuServe Graphics Interchange Format) призначений для стиснення растрових зображень, у яких міститься багато однорідних заливок (для логотипів, написів, схем). Кольорове зображення може бути записане тільки в режимі 256 кольорів. Підтримує просту анімацію.
- JPEG (Joint Photographic Experts Group) краще застосовувати для зберігання растрових зображень фотографічної якості. Формат JPEG дозволяє гнучко варіювати співвідношення між рівнем стиснення та якістю зображення.
- PNG (Portable Network Graphics) використовують для зображень, які розміщують в Інтернеті. Цей формат задовольняє основній вимозі Вебу — забезпечення однакового вигляду зображення незалежно від використаного браузера та монітора. Колір зображення в цьому форматі відтворюватиметься однаково на будь-якому комп'ютері.
- TIFF (Tagged Image File Format) на сьогодні є одним із найпоширеніших і найнадійніших растрових форматів. Його підтримують майже всі програми, так чи інакше пов'язані з графікою. Це найкращий вибір для зберігання сканованих малюнків, а також для імпортування растрової графіки у векторні редактори.
Найрозповсюджені формати векторної графіки - WMF (англ. Windows Metafile) — універсальний формат векторних графічних файлів для Windows додатків. Використовується для зберігання колекції графічних зображень Microsoft Clip Gallery. Формат розроблений Microsoft і є невід'ємною частиною Windows.
- CDR - векторний формат файлів, що створюються програмою Coreldraw (унікальний).
- CMX (Corel Presentation Exchange) - формат графічних програм корпорації Corel, призначений для передачі малюнків між різними програмами.
- EPS - відносно універсальний векторний формат файлів, підтримуваний більшістю векторних редакторів.
- SWF - flash-формат, який може переглядатися за допомогою Flash Player.
Висновки - У комп'ютерній графіці зображення зберігають у двох формах — векторній та растровій. Векторний метод полягає в поданні зображення як набору об'єктів, що описуються математичними формулами, растровий — у поданні зображення як масиву пікселів. Файли векторних зображень мають порівняно невеликі обсяги, об'єкти, з яких вони складаються, легко модифікувати. Розміри об'єктів векторного зображення можуть бути будь-якими, і це не впливатиме на обсяг його файлу.
- Основні параметри растрового зображення — розміри по горизонталі й вертикалі та глибина кольору. Обсяги файлів таких зображень можуть бути досить великими.
- Растрові і векторні зображення відтворюють переважно на растрових пристроях (моніторах, лазерних та стременних принтерах). Зображення при цьому формується з фізичних пікселів або точок. Колірною моделлю називають систему кодування кольорів, яка використовується для зберігання, відображення на екрані та друку зображення. Найпоширеніші колірні моделі — RGB, CMYK і HSB.
- Для створення, обробки та перегляду зображень застосовують графічні редактори (растрові, векторні або тривимірні), а також графічні браузери.
- Спосіб зберігання даних малюнка (у растровому чи векторному вигляді), а також алгоритм їх стиснення визначає формат графічного файлу. Найпоширенішими форматами графічних файлів є BMP, GIF, JPEG, PNG і TIFF, WMF, CDR, CMX, EPS, SWF
Поділіться з Вашими друзьями: |
