Области применения компьютерной графики реферат

Обновлено: 05.07.2024

Компьютерная графика — это направление в информатике, посвященное вопросам получения изображений на компьютере.

Области применения в современном мире

Направление затрагивает несколько областей деятельности современного человека. Среди них:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Наука, использующая возможности графики для графической интерпретации научных расчетов.
Бизнес, демонстрирующий активное использование различных форм диаграмм, схем.
Инженерия, внедрившая в свою работу системы автоматизированного проектирования.
Живопись, получившая возможность имитировать любую технику рисования.
Анимация, решившая задачи по получению трехмерного движущегося изображения.

Использование редакторов позволяет представить изображение, создать его, подготовить к визуализации, осуществить с ним необходимые действия.

Если в процессе воспроизведения изображения пользователь имеет возможность вносить изменения, осуществлять моделирование, то такая графика называется интерактивной. Самым современным ее проявлением являются геоинформационные системы, визуализирующие объекты на поверхности Земли.

Использование компьютерной графики в профессиональной деятельности

Для реализации профессиональных задач иллюстративные возможности компьютера используют представители самых разных профессий. К примеру:

конструкторы при создании чертежей, отображении измерений;
маркетологи, представляющие свои расчеты в схемах и диаграммах;
экономисты, применяющие иллюстративные материалы для оформления плановых и реальных показателей;
архитекторы, использующие возможности специализированных редакторов для отображения проекций, сечений;
специалисты по рекламе, создающие рекламные ролики, видеопрезентации.

Появление цифровой графики позволило не просто получать трехмерные изображения, но и осуществлять визуализацию их движений, удалений и приближений, отображать особенности освещения с учетом оптических законов, наглядно демонстрировать фактуру поверхностей. Поэтому она активно используется создателями компьютерных игр, мультипликационных фильмов.

Какие существуют виды компьютерной графики

Существует 2 основных вида. Их классификация базируется на разнице в принципах представления изображения. Это:

Растровая графика, рассматривающая графическую информацию как совокупность цветовых данных пикселей на экране.
Векторная, для которой графическая информация — это совокупность простых элементов: окружностей, эллипсов, линий, прямоугольников, дуг.

Простые элементы векторной графики называются графическими примитивами. Их форма и положение задаются при помощи системы координат, сетка которой совпадает с пиксельной сеткой. Вертикальным направлением в такой системе является ось Y, горизонтальным — Х.

Прямой отрезок можно определить указанием координат его концов. Окружность — радиусом и координатами центра. Квадрат — координатами вершин его углов.

Растровые редакторы имеют инструменты, схожие с теми, что художники могли бы применить для написания реальных картин (маркеры, кисти, карандаши, ластики). Водя таким инструментом по экрану, пользователь закрашивает пиксели или стирает их закраску.

При сканировании рисунков, документов, фотографий в памяти компьютера создаются файлы растрового формата. В результате их вывода на экран получается качественное масштабное изображение.

Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить окончательный вид изделия. Архитекторы создают на экране монитора объемное изображение здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.

Научная графика Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства - графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

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. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок". 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.

Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения 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.

ГОСТ

Компьютерная графика – это раздел информатики, который занимается проблемами получения изображений на компьютере. Изображения могут быть рисунками, чертежами, мультипликацией.

Рассмотрим сферы применения компьютерной графики.

Научная графика

В начале компьютерной эры вычислительная техника использовалась исключительно для решения научных и промышленных задач. Графика использовалась для интерпретации результатов. Например, при решении проектных задач, чертежи выводились на бумагу при помощи специального устройства графопостроителя, который выполнял чертеж, управляя движением пера по бумаге. Современная научная графика позволяет получать графическую интерпретацию научных расчетов на мониторе и выводить на печатные устройства. Для выполнения работ связанных с научной графикой используются специализированные прикладные пакеты программ, такие как Matlab, MathCad.

Деловая графика

Область компьютерной графики, которая занимается визуальным оформлением различных показателей работы организации. Чаще всего для этого используются различные виды диаграмм. На диаграммах можно наглядно представить сравнение плановых и фактических показателей, кривые спроса на продукцию, визуализировать показатели отчетной документации и т.д. Чаще всего используются те средства деловой графики, которые включены в состав табличных процессоров (MS Excel, Calc).

Готовые работы на аналогичную тему

Конструкторская графика

Конструкторская графика. Этот вид графики используется в работе инженеров. Графическими средствами инженеры создают чертежи приборов, изобретений, сооружений, котельных и т.д. Здесь применяются как изображения отдельных проекций, так и объемные чертежи. Для работы с конструкторской графикой используются специальные системы автоматизированного проектирования (САПР). Самые популярные из них AutoCAD, DraftSight, Компас. На рисунке показан фрагмент проекта котельной, выполненный в системе AutoCAD.

Компьютерная живопись и иллюстративная графика

Это сфера деятельности профессиональных художников. Средства для работы с иллюстративной графикой называются графическими редакторами. К самым популярным относится Adobe Photoshop, CorelDraw. Художники-иллюстраторы часто пользуются дополнительными приложениями: Corel Painter IX, Pixarra TwistedBrush, Alias SketchBook Pro. Здесь есть возможность использовать различные кисти и фильтры, прорисовывать в специальных техниках текстуры тканей или шерсть животных, имитировать такие техники рисования как карандаш, акварель масло.

Компьютерная анимация

Позволяет получить движущиеся изображения на мониторе. Существует несколько видов анимации:

Анимация по ключевым кадрам. Этот вид анимации близок к традиционной мультипликации. Сначала создаются ключевые кадры. Потом аниматор расставляет их в нужной последовательности. Далее специальная программа связывает последовательные кадры в движущееся изображение.

Создание анимированных изображений в формате *.jpg является вполне посильной задачей для непрофессионала. Для этого нужно:

Заготовить в графическом редакторе (например, в Paint) последовательность кадров и сохранить их в любом доступном формате (.jpg, .bmp, .jpg).

Запись движения. С реальных движущихся объектов снимаются датчиками данные о движении. Например, если нужно воссоздать движения человека, то нужно считывать данные о движении конечностей, отдельных суставов. Потом создается компьютерная модель движущегося объекта, и считанные данные переносятся на нее. Этим способом можно достаточно точно воссоздать даже мимику лица.

Процедурная анимация

Движения различных механических систем легко описываются математическими уравнениями в частных производных. Для многих тел и механизмов эти уравнения давно известны, поэтому положение объекта или части системы в любой момент времени можно рассчитать на основе этих уравнений. Процедурная анимация широко применяется в компьютерных играх для создания простых движений.

Программируемая анимация

Этот вид анимации представляет собой нечто среднее между анимацией по ключевым кадрам и процедурной анимацией. Бесконечным циклом организуется непрерывная смена кадров. Но вместо ключевых кадров задается формула, по которой последующее положение объекта вычисляется через предыдущее.

Например, чтобы анимировать равномерное горизонтальное движение объекта, достаточно написать немного странную с точки зрения математики формулу: $x=x+1$. Эту формулу следует читать так: новое значение координаты x равно предыдущему значению, увеличенному на 1. Если шаг изменения координаты достаточно мал, то получится плавное движение объекта по горизонтали. Если прибавлять не 1, а, 10, то получится эффект движения рывками. Программируемую анимацию можно создать в любом языке программирования. В языках JavaScript и ActionScript существуют специальные средства для вставки такой анимации в веб-страницы.

Читайте также: