Реферат на тему: Компьютерная графика

Оглавление:

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Вождение

Компьютерная графика — это область компьютерных наук, которая связана с использованием компьютерных технологий для получения различных графических изображений и их применением в будущем.

Компьютерная графика — одна из «самых молодых» областей информатики, она существует уже около 40 лет.

Существует три типа компьютерной графики: Растровая, векторная и фрактальная графика. Существует также дальнейшее разделение на двух- и трехмерную графику. Они отличаются друг от друга принципами создания изображения при отображении на экране монитора или в прессе на бумаге, а также по областям деятельности, в которых они используются, и по классам программного обеспечения.

Работа с компьютерной графикой — одно из самых популярных применений персонального компьютера. Эта работа выполняется художниками и дизайнерами, инженерами и программистами. В каждой компании время от времени возникает необходимость размещения рекламы в газетах и журналах, в выпуске листовок или брошюр. Иногда компании заказывают такие работы у специальных конструкторских бюро или рекламных агентств, но часто они делают это самостоятельно и с помощью имеющихся программных средств.

Ни одна современная программа не может обойтись без компьютерной графики. Работа над графикой занимает до 90% времени команд программистов, создающих программы для массового применения.

В работе редакторов и издателей большинство произведений — это также художественные и дизайнерские работы с графическими программами.

Необходимость широкого использования графического программного обеспечения стала особенно очевидной в контексте развития Интернета и, в частности, благодаря услуге «Всемирная паутина», которая связала миллионы «домашних страниц» в одну «паутину». Сайт без компьютерной графики имеет мало шансов привлечь внимание масс.

Область применения компьютерной графики не ограничивается художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и административной деятельности используются схемы, графики, диаграммы, предназначенные для визуального представления различной информации, построенной с помощью компьютера. Дизайнеры, разрабатывающие новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить конечный характер изделия. Архитекторы создают трехмерное изображение здания на экране, чтобы увидеть, как оно вписывается в ландшафт.

Области применения компьютерной графики

Научная графика — первые компьютеры использовались только для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, сделали их графическую обработку, построили диаграммы, графики, чертежи расчетных конструкций. Первые схемы на устройстве были получены в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства — графические дизайнеры (плоттеры) для рисования чертежей и графиков пером для чернил на бумаге. Современная научная компьютерная графика позволяет проводить компьютерные эксперименты с визуальным представлением их результатов.

Бизнес-графика — область компьютерной графики, используемая для визуализации различных показателей деятельности учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — это объекты, для которых с помощью бизнес-графики создается иллюстративный материал. Программное обеспечение для бизнес-графики включено в электронные таблицы.

Дизайнерская графика — используются в работе инженеров-конструкторов, архитекторов и изобретателей новых технологий Этот тип компьютерной графики является обязательным элементом CAD (Системы автоматизации проектирования). С помощью конструкторских чертежей можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Иллюстративная графика — это случайный рисунок и черчение на экране компьютера. Пакеты с иллюстративной графикой относятся к общепрограммному обеспечению. Самое простое программное обеспечение для иллюстративной графики называется графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика — стала популярной во многом благодаря телевидению. Компьютер создавал рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видео-презентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера для скорости и памяти. Особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистичных изображений и «движущихся изображений». Получение чертежей трехмерных объектов, их вращение, приближение, расстояние, деформация связаны с большим количеством расчетов. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от состояния поверхности требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация — это запись движущихся изображений на экране. Художник создает на экране изображение начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния вычисляются и отображаются компьютером, а расчеты производятся на основе математического описания этого вида движения. Полученные рисунки, которые последовательно отображаются на экране с определенной частотой, создают иллюзию движения.

Полиграфия — набор технических средств для многократного воспроизведения текстового материала и графических изображений. Специалист, работающий в этой области, должен не только знать программы верстки и графические редакторы, но и понимать подготовку публикации к печати.

Веб-дизайн — Дизайн веб-страниц. Он играет ту же роль для веб-сайта, что и печатный дизайн и макет для бумажного издания. Веб-дизайн часто означает не только создание графических элементов для сайта, но и дизайн его структуры, навигации, т.е. создание всего сайта.

Мультимедиа — это сочетание высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наиболее широко мультимедийные системы используются в образовании, рекламе и развлечениях.

Устройства графического ввода:

мышь
графический планшет
сканер
цифровой фотоаппарат

Устройства вывода графических изображений:

дисплей
видеокарта
принтер.

Разрешение

Необходимо проводить четкое различие между разрешением экрана, разрешением принтера и разрешением изображения. Все эти понятия относятся к разным объектам. Эти типы разрешения связаны друг с другом только в том случае, если вам необходимо знать, какой физический размер изображения будет на экране, распечатка на бумаге или файл на жестком диске.

Разрешение экрана — это свойство компьютерной системы (в зависимости от монитора и видеокарты) и операционной системы (в зависимости от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселях (точках) и определяет размер изображения, которое может поместиться на весь экран.

Разрешение принтера — это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на бумаге длиной. Он измеряется в dpi и определяет размер изображения для заданного качества или наоборот — качество изображения для заданного размера.

Разрешение изображения является свойством самого изображения. Он также измеряется в точках на дюйм — dpi — и настраивается в графическом редакторе или со сканером при создании изображения. Так, для просмотра изображения на экране достаточно, чтобы оно имело разрешение 72 dpi, а для печати на принтере — не менее 300 dpi. Значение разрешения изображения сохраняется в файле изображения.

Цветные модели

Цветовая модель — способ представления большого количества цветов путем разбиения их на простые компоненты. В компьютерной графике существует большое количество моделей, но есть три основные модели.

Цветовая модель RGB является аддитивной, т.е. каждый цвет представляет собой комбинацию в различных пропорциях трех основных цветов — красного (Красный), зеленого (Зеленый), синего (Синий). Он служит основой для создания и редактирования компьютерной графики, предназначенной для электронного воспроизведения (на мониторе, телевизоре). Когда один компонент основного цвета пересекается с другим, яркость общего излучения увеличивается. Сочетание трех компонентов приводит к ахроматическому серому цвету, который приближается к белому с увеличением яркости. При 256 уровнях градации тона, черный цвет соответствует нулевым значениям RGB, а белый цвет — максимуму с координатами (255 255 255).

Цветовая модель CMYK является вычитаемой моделью и используется для подготовки публикаций к печати.

Цветовые компоненты CMY — это цвета, получаемые путем вычитания основных цветов из белого:

синий (голубой) = белый — красный = зеленый + синий;
пурпурный = белый — зеленый = красный + синий;
желтый = белый — синий = красный + зеленый.

Этот метод соответствует физической природе восприятия лучей, отраженных от печатных оригиналов. Цвета синий, пурпурный и желтый называются взаимодополняющими, потому что они дополняют основные цвета белым. Это также является основной проблемой цветовой модели CMY — наложение дополнительных цветов друг на друга на практике не приводит к получению чистого черного цвета. Поэтому в цветовую модель был включен компонент чистого черного цвета. Это четвертая буква в аббревиатуре цветовой модели CMYK (голубой, пурпурный, желтый, черный). Для печати на печатных устройствах необходимо разделить цветное компьютерное изображение на компоненты, соответствующие компонентам цветовой модели CMYK. Этот процесс называется цветоделение. В результате получаются четыре отдельных изображения, каждое из которых содержит цветовую часть каждого компонента оригинала. Затем созданные в типографии из форм на основе разделенных по цветам пленок, распечатанные многоцветные изображения получаются путем наложения цветов CMYK.

Цветовая модель HSB была разработана с максимальным учетом восприятия цвета человеком. Он основан на цветовом круге Манселла. Цвет описан в трех компонентах: оттенок, насыщенность и блеск. Значение цвета выбирается в качестве вектора, начинающегося от центра окружности. Точка в центре соответствует белому цвету, а точки по окружности круга — чистым спектральным цветам. Направление вектора задается в градусах и определяет оттенок. Длина вектора определяет цветовую насыщенность. Яркость регулируется по отдельной оси, называемой ахроматической, а нулевая точка соответствует черному цвету. Цветовое покрытие модели HSB охватывает все известные значения реальных цветов.

Модель HSB часто используется для создания изображений на компьютере, который имитирует методы и инструменты, используемые художниками. Существуют специальные программы, имитирующие кисти, карандаши и карандаши. Существует симуляция работы с краской и различными холстами. После создания картины рекомендуется преобразовать ее в другую цветовую модель, в зависимости от предполагаемого способа публикации.

Виды компьютерной графики

Двумерная графика — изображение, которое имеет два измерения, т.е. лежит на одной плоскости. Основа компьютерной графики, в том числе и трехмерной.

Трехмерная графика (3D) — построение на компьютере с помощью специальных программ пространственной модели, состоящей из сложных и простых геометрических фигур, присвоение этой модели текстуры, цвета, степени прозрачности и матовости, придание ей и условного движения камеры в виртуальном пространстве, размещение источников света в этом пространстве и, наконец, расчет построенной сцены. Используется при создании компьютерных игр, рекламы и т.д.

Растровая графика

Способ отображения растра как набора отдельных точек — пикселей — разного цвета или оттенка. Это самый простой способ представления изображения, потому что именно так его видит наш глаз.

Сетка — прямоугольная сетка точек, образующих изображение на экране компьютера.

Наиболее важным (наименьшим) элементом растрового изображения является точка. Если изображение является изображением на экране, эта точка называется пикселем. В растровых изображениях, состоящих из точек, особое значение имеет концепция разрешения, выражающая количество точек на единицу длины. Это определяется тем, что каждый пиксель в растровом изображении имеет свойства: размещение и цвет. Чем больше пикселей и чем меньше их размер, тем лучше выглядит изображение — тем выше разрешение. Растровая графика используется при разработке электронных (мультимедийных) и печатных изданий. Иллюстрации с использованием растровой графики, которые редко создаются вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этого используются отсканированные иллюстрации, созданные художником на бумаге или на фотографиях. В последнее время цифровые фото- и видеокамеры стали широко использоваться для ввода растровых изображений в компьютер. Соответственно, большинство графических растровых редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, уделяют меньше внимания созданию изображений и больше — их редактированию.

Преимуществом этого метода является возможность получения фотореалистичного изображения высокого качества в различных цветовых диапазонах. Недостаток — высокая точность и широкий цветовой диапазон требуют увеличения размера файла для хранения изображений и оперативной памяти для их обработки. Большие объемы данных являются основной проблемой при использовании растровых изображений. Для активной работы с большими иллюстрациями, например, полосками журналов, требуются компьютеры с исключительно большим объемом оперативной памяти (128 Мб и более). Конечно, такие компьютеры также должны иметь мощные процессоры. Вторым недостатком растровых изображений является то, что они не могут быть увеличены для деталей. Поскольку изображение состоит из точек, увеличение изображения только делает эти точки больше и напоминает мозаику. Невозможно включить дополнительные детали в увеличение растрового изображения. Кроме того, увеличение пикселей на изображении искажает изображение визуально и делает его грубым. Этот эффект называется пикселяцией.

Главные редакторы сетчатой графики:

Adobe PhotoShop
GIMP
краска
paint shop Pro
фотографические эффекты
ФОТОГРАФИЧЕСКИЙ Ядро
фейерверк Macromedia

Основные форматы растровой графики:

ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОЕ СТРЕССОВОЕ РАССТРОЙСТВО
PCX
БМП
GIF
ПАПУА-НОВАЯ ГВИНЕЯ
JPEG
TIFF
RAW
DjVu.

Векторная графика

В отличие от растровой графики, программные средства для создания векторной графики в первую очередь предназначены для создания иллюстраций и в меньшей степени для их редактирования. Принципы векторной графики основаны на математическом аппарате, отличном от пиксельной графики, и предназначены для построения линейных контуров, состоящих из элементарных кривых, описываемых математическими уравнениями.

Векторная графика — вид компьютерной графики, в котором изображение представлено в виде набора отдельных математически описываемых объектов. Если в растровой графике основным элементом изображения является точка, то в векторной графике — линия. Линия математически описывается как единый объект, поэтому объем данных, необходимых для представления объекта с помощью векторной графики, намного меньше, чем на растровой. Но есть и прямые в растровой графике, но там они обозначены как комбинации точек.

Как и у любого объекта, у линии есть свойства: форма (прямая, изогнутая), толщина, цвет, линия (сплошная, пунктирная). Закрытые линии приобретают право собственности на розлив. Пространство, которое они покрывают, может быть заполнено другими объектами (текстурами, картами) или выбранным цветом. Простейшая незакрытая прямая ограничена двумя точками, называемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и способ соединения линии с другими объектами. Все остальные объекты в векторной графике состоят из линий.

Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может отображаться в разных выходных устройствах с разным разрешением без потери качества. Векторный формат более компактен, но совершенно не подходит для хранения фотографических изображений. Гораздо практичнее создавать чертежи и планы в таком формате. С помощью векторного рисунка можно решить многие художественно-графические задачи. Возможность масштабирования векторного изображения без потери качества может оказаться ценной, например, при создании крупномасштабной рекламы. Увеличение или уменьшение объекта производится путем увеличения или уменьшения соответствующих факторов в математических формулах. Каждое векторное изображение может быть представлено как набор векторных объектов, расположенных относительно друг друга определенным образом. Векторное изображение можно сравнить с аппликацией, состоящей из кусочков цветной бумаги, наклеенных (наложенных) друг на друга. Однако, в отличие от приложения, на векторном изображении легко менять форму и цвет компонентов.

Векторный графический объект состоит из двух элементов: контура и его внутренней области, которая может быть пустой или заполненной в виде цвета, цветового перехода (градиента) или мозаичного рисунка. Контур может быть как закрытым, так и открытым. Контур в векторном объекте имеет двойную функцию. Контур может быть использован для изменения формы объекта. Контур в векторном объекте может быть сформирован (затем он играет роль штриха), сначала определив его цвет, толщину и стиль линии. Этот тип изображения в компьютерной графике называется объектно-ориентированным. Потому что каждый элемент картины — это отдельный объект, который может менять контур, заливать цвет и пропорции. Возможность редактирования (изменения) контура может быть использована при работе над дизайном изделий из стекла, керамики и, как правило, пластиковых материалов. Очень хорошо подходит для использования векторного изображения при разработке орнаментов (в круг, квадрат, полосы, овал) для украшения декоративного изделия (слайд-шоу орнаментов). Поскольку разработан только один орнаментальный элемент, его можно многократно повторять (умножать) без дополнительного чертежа, что экономит много времени на другие работы. Особенно важно, что векторное изображение изначально позволяет создавать точные геометрические конструкции, т.е. чертежи и другие строительные документы.

К сожалению, векторный формат становится нерентабельным при передаче изображений с большим количеством оттенков или множеством мелких элементов, например, фотографий. Ведь в этом случае не каждая маленькая изюминка будет состоять из набора монохромных точек и самой сложной математической формулы или набора графических элементов (примитивов), каждый из которых является формулой. Все это ведет к большому файлу. Файлы растровых изображений намного больше, чем векторных, так как в памяти компьютера каждый объект этой графики хранится в виде математических уравнений. Таким образом, параметры каждой точки в файле растровой графики задаются индивидуально. Вот причина огромных размеров файлов на этой графике. Поэтому при экспорте растрового изображения в векторный формат также возникает сложность.

Основные редакторы векторной графики:

стержневое рисование
Adobe Illustrator
XFig

Основные векторные графические форматы:

CDR
публиковать сценарий
EPS
PDF
AI
FH

Фрактальный график

Фрактал — это структура, которая состоит из частей, которые в некотором роде похожи на единое целое.

Фракталы — самые красивые, очаровательные и странные творения геометрии XX века. Они — детище сухой математики, но эстетически они настолько привлекательны, что выставка компьютерных фракталов потрясла мир, а книга организаторов выставки Хайнца-Отто Пайтгена и Петера Рихтера «Schönheit der Fraktale» была распродана в виде художественного альбома. Они упорядочены, но это не порядок монотонного орнамента, который повторяет один и тот же мотив без изменений. Они геометрические, но это не геометрия Платона, идеалиста, который везде искал полированные формы правильных многогранников, а геометрия реального мира — разветвленная, пористая, грубая, зазубренная, съеденная. Недаром одноименный фрактал — польский математик Мандельброт с французским именем Бенуа, который большую часть жизни проработал в американской корпорации IBM, — назвал его главным произведением «Фрактальная геометрия природы». Козьма Прутков сказал: «Многое мы не понимаем не потому, что наши понятия слабые, а потому, что эти вещи не принадлежат к кругу наших понятий». Как только Мандельброт открыл для себя понятие фракталов, оказалось, что мы буквально окружены ими. Фрактальные стержни металла и породы, фрактальное расположение ветвей, узоры листьев, капиллярная система растений; кровь, нерв, лимфатическая система в организмах животных, бассейны фрактальных рек, поверхность облаков, линии морского побережья, горный рельеф.

Главное свойство фракталов — самоподобие. Каждый микроскопический фрагмент фрактала так или иначе воспроизводит свою глобальную структуру. В простейшем случае, фрактальный фрагмент — это просто уменьшенный целый фрактал. Отсюда и основной рецепт фрактальной конструкции: возьмите простой мотив и повторяйте его, постоянно уменьшая. В конце концов, у Вас будет структура, воспроизводящая этот мотив на всех весах — бесконечная лестница глубины. Если с каждым шагом не только масштабировать основной мотив, но и двигать и поворачивать его, можно получить более интересные и реалистичные фигуры, похожие на лист папоротника или даже на весь его заросли. Или вы можете построить очень правдоподобную фрактальную местность и покрыть ее очень красивым лесом. Например, 3D Studio Max использует фрактальный алгоритм для создания деревьев. И это не исключение — большинство текстур местности в современных компьютерных играх — это фракталы. Горы, лес и облака на снимке — фракталы.

Классификация фракталов:

Геометрия
Алгебраический
Стохастик

Фотошоп Adobe

Пакет Photoshop от Adobe занимает особое место в обширном классе программ для редактирования растровой графики. Фактически, в настоящее время это стандарт в компьютерной графике, и все другие программы последовательно сравниваются с ним.

Наиболее важные элементы управления Adobe Photoshop сосредоточены в меню и панели инструментов. Специальная группа состоит из диалоговых окон — палитр инструментов.

Это мощный и гибкий инструмент, который удовлетворяет потребности практически всех пользователей, от новичков до дизайнеров. Богатые возможности для обработки графических файлов всех популярных форматов, наличие удобного и интуитивно понятного интерфейса, принцип открытой архитектуры, позволяющий другим компаниям свободно разрабатывать дополнительные модули, делают Adobe Photoshop абсолютным лидером на рынке.

Чертёж ядра

По-прежнему самый распространенный редактор векторной графики на сегодняшний день. Corel включил в набор множество программ, в том числе и Corel Photo-Paint. Пакет, несомненно, обладает самым мощным инструментарием из всех тестовых программ, простым интерфейсом и гибкими инструментами для рисования и редактирования узлов.

Художественные возможности CorelDraw безупречны, а настройки межбуквенного интервала по умолчанию для размещения текста вдоль кривой не требуют настройки наложения, в отличие от Canvas и FreeHand. С помощью инструмента «Увеличить» можно создавать различные спецэффекты, в том числе возможность увеличения только части изображения и автоматической настройки цвета текста в зависимости от цвета фона.

Вы можете вырезать изображения, применить цветовые фильтры и придать растровым изображениям вид криволинейной страницы с помощью двух- и трехмерных эффектов и внешних модулей PhotoShop. При необходимости редактирования пикселей CorelDraw автоматически переключается на Corel Photo-Paint, где можно редактировать файл и сохранять его непосредственно в CorelDraw. Однако, помимо основных возможностей масштабирования и средств динамического определения размеров, в CorelDraw нет специальных средств для подготовки технических иллюстраций, таких как Smart Mouse на холсте или копирования массивов в Designer.

Заключение

Сегодня компьютерная графика находит свое место практически во всех областях человеческой деятельности — будь то техника и наука, бизнес или искусство. Растущий потенциал компьютерных технологий, совершенствование навыков программирования и растущий спрос пользователей определяют перспективы развития и актуальность компьютерной графики.

Использование компьютерной графики является высокооплачиваемым занятием, особенно в искусстве, кино, анимации, компьютерных играх и др.

Если мы посмотрим на прогресс цифровых инструментов с картинками, то с уверенностью можем сказать, что наша жизнь прочно и неразрывно связана с компьютерной графикой и что мир вокруг нас стал намного комфортнее и красивее.

Список литературы

Божко Ал, Жук Д. М., Маничев В. Б. Компьютерная графика Учебник для университетов. — М.: Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана, 2004. — – 392с.
Васильев Васильев. Е., Морозов А. В. Компьютерная графика: Учебник — Санкт-Петербург: СЗТУ, 2005.- 101 с.
Симонович С.В. Компьютерная наука. Базовый курс. 2-е издание. — Санкт-Петербург: Петр, 2004. — 640 с.
Шикин Е. В., Боршков А. В. Компьютерная графика. Динамика, реалистичные изображения. — М.: ДИАЛОГ — МИФС, 1993. 288 с.