Векторная растровая фрактальная графика реферат

Обновлено: 02.07.2024

Компьютерная графика — это специальная область информатики, изучающая методы и способы создания и обработки изображений на экране компьютера с помощью специальных программ. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную . Кроме того выделяют другие типы графики, например, трехмерную (3D), изучающую приемы и методы построения объемных объектов в пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способ формирования изображения.

Растровая и векторная графика создается в специальных программах — графических редакторах и процессорах. Например, программы Paint и Gimp являются растровыми, а Inkscape — векторым.

Растровое изображение представляет картину, состоящую из массива точек на экране, имеющих такие атрибуты как координаты и цвет.

Пиксель – наименьший элемент изображения на экране компьютера. Размер экранного пикселя приблизительно 0,0018 дюйма.

Растровый рисунок похож на мозаику, в которой каждый элемент (пиксель) закрашен определенным цветом. Этот цвет закрепляется за определенным местом экрана. Перемещение фрагмента изображения "снимает" краску с электронного холста и разрушает рисунок.

Информация о текущем состоянии экрана хранится в памяти видеокарты. Информация может храниться и в памяти компьютера - в графическом файле данных.

Самыми близкими аналогами растровой графики является живопись, фотография.

Кодирование графической информации

Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета.

Число цветов (К), воспроизводимых на экране дисплея, зависти от числа бит (N), отводимых в видеопамяти под каждый пиксель:
K=2 N

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит (RGB), т.е. для каждого из цветов возможны K = 2 8 = 256 уровней интенсивности. Один бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов).

Величину N называют битовой глубиной .

Если на экране с разрешающей способностью 800 х 600 высвечиваются только двухцветные изображения, то битовая глубина двухцветного изображения равна 1, а объем видеопамяти на одну страницу изображения равен 800 * 600 * 1 = 480000 бит = 60000 байт.

Для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов — 16 будет таким: 640 * 350 * 4 * 2 = 1792000 бит = 218,75 Кбайт
Количество используемых цветов - 16, это 2 4 , значит, битовая глубина цвета равна 4

В векторной графике изображение состоит из простых элементов, называемых примитивами: линий, окружностей, прямоугольников, закрашенных областей. Границы областей задаются кривыми.

Файл, отображающий векторное изображение, содержит начальные координаты и параметры примитивов – векторные команды .

Самым близким аналогом векторной графики является графическое представление математических функций. Например, для описания

отрезка прямой достаточно указать координаты его концов, а окружность можно описать, задав координаты центра и радиус.

Информация о цвете объекта сохраняется как часть его описания, т.е. тоже в векторной команде.

Векторные команды сообщают устройству вывода о том, что необходимо нарисовать объект, используя заложенное число элементов-примитивов. Чем больше элементов используется, тем лучше этот объект выглядит.

Приложения для создания векторной графики широко используются в области дизайна, технического рисования, оформительских работ. Элементы векторной графики имеются также в текстовых процессорах. В этих программах одновременно с инструментами рисования и командами предусмотрено специальное программное обеспечение, формирующее векторные команды, соответствующие объектам, из которых состоит рисунок.

Почти с момента создания ЭВМ (электронной вычислительной машины) появилась и компьютерная графика, которая сейчас считается неотъемлемой частью мировой технологии.

Все компьютерные изображения, все форматы для их хранения и все программы для их обработки делятся на два больших класса – векторные и растровые, – различающиеся, прежде всего, уровнем абстракции, примененной к изображению.

Растровая графика

Растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек, называемых пикселями, расположенных на сетке.Для изображений, состоящих из точек, особую важность имеет понятие разрешения, выражающее количество точек, приходящихся на единицу длины. Приэтом следует различать:

· разрешение экранного изображения;

· разрешение печатного изображения.

Разрешение оригинала.

Разрешение оригинала измеряется в точках надюйм (dotsperinch – dpi) изависит от требований к качеству изображения иразмеру файла, способу оцифровки и создания исходной иллюстрации, избранномуформату файла и другим параметрам. В общем случае действует правило: чем выше требование к качеству, тем выше должно быть разрешение оригинала.

Разрешение экранного изображения.

Для экранных копий изображения элементарную точку растра принято называть пикселем. Размер пикселя варьируется в зависимости от выбранного экранного разрешения (из диапазона стандартных значений), разрешение оригинала и масштаботображения. Установлено эмпирическое правило, что при распечатке величинаразрешения оригинала должна быть в 1,5 раза больше, чем линиатура растра устройства вывода. В случае, если твердая копия будет увеличена по сравнению соригиналом, эти величины следует умножить на коэффициент масштабирования.

Разрешение печатного изображения и понятие линиатуры.

Размер точки растрового изображения как на твердой копии (бумага, пленка и т. д.), так и на экране зависит от примененного метода и параметров растрирования

оригинала. При растрировании на оригинал как бы накладывается сетка линий,

ячейки которой образуют элемент растра. Частота сетки растра измеряется

числом линий на дюйм (lines per inch – Ipi) и называется линиатурой.

Размер точки растра рассчитывается для каждого элемента и зависит от

интенсивности тона в данной ячейке. Чем больше интенсивность, тем плотнее

заполняется элемент растра. То есть, если в ячейку попал абсолютно черный цвет,размер точки растра совпадет с размером элемента растра.

Масштабирование растровых изображений .

Одним из недостатков растровойграфики является так называемая пикселизация изображений при ихувеличении (если не приняты специальные меры). Раз в оригинале присутствуетопределенное количество точек, то при большем масштабе увеличивается и ихразмер, становятся заметны элементы растра, что искажает саму иллюстрацию. Для противодействия пикселизации принято заранее оцифровывать оригиналс разрешением, достаточным для качественной визуализации при масштабировании.Другой прием состоит в применении стохастического растра, позволяющегоуменьшить эффект пикселизации в определенных пределах. Наконец, примасштабировании используют метод интерполяции, когда увеличение размераиллюстрации происходит не за счет масштабирования точек, а путем добавлениянеобходимого числа промежуточных точек.

Векторная графика

Векторная графика – построение изображения с помощью так называемых “векторов” - функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Например, функция, графиком которой является круг, прямая линия или другие более сложные кривые. Совокупность таких “векторов” и есть векторное изображения.

Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение. При редактировании элементов векторной графики Вы изменяете параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Вы можете переносить элементы, менять их размер, форму и цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления. Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества.

Векторное представление заключается в описании элементов изображения математическими кривыми с указанием их цветов и заполняемости. Очевидно, такое описание займет значительно меньше места, чем в первом случае. Еще одно преимущество - качественное масштабирование в любую сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. К сожалению векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий). Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является формулой. Это приводит к утяжелению файла. Кроме того, перевод изображения из растрового в векторный формат (например, программой Adobe Strime Line или CorelOCR-TRACE) приводит к наследованию последним невозможности корректного масштабирования в большую сторону. От увеличения линейных размеров количество деталей или оттенков на единицу площади больше не становится. Это ограничение накладывается разрешением вводных устройств (сканеров, цифровых фотокамер и др.).

Вектор в Интернете

Есть у вектора и важные практические преимущества: небольшой объем файлов (в сравнении с сопоставимыми растровыми изображениями) и независимость от разрешения устройства вывода. Эти два фактора сделали векторную графику вероятным кандидатом на роль одной из ключевых технологий Интернета. Если до сих пор векторные изображения встречаются на веб-страницах довольно редко, то объяснить это можно, лишь обилием конкурирующих технологий и нежеланием их владельцев открывать доступ к техническим спецификациям своих форматов, – что является одним из обязательных условий их стандартизации Консорциумом W3.

Плоская растровая графика

Adobe Photoshop – программа является лидером в области графических программ такого рода, но она требует и соответствующих ресурсов от вашего компьютера. Можно считать, что Photoshop – самый совершенный профессиональный редактор растровой графики и самый популярный. Его область – это обработка готовых изображений, таких как отсканированные фотографии. Последние версии уже дополнены компонентом для работы с web-графикой. Вместе с другими программами фирмы Adobe он может составить интегрированный пакет дизайнерских программ, способный удовлетворить самые требовательные запросы.

Microsoft Photo Editor – этот редактор предназначен в основном для работы с фотографиями. Часто он поставляется с пакетом Microsoft Office, поэтому распространен довольно широко.

Microsoft Image Composer – наиболее развитое средство обработки графики из всех программ фирмы Microsoft. Похоже, что по замыслу разработчиков он должен составить конкуренцию редактору Adobe Photoshop в части разработки графики для Интернета. Главное достоинство продукции Microsoft – простота и удобство интерфейса. Этот редактор занимает немного места на диске и очень быстро загружается. Однако для изображений, которые будут использованы в полиграфии, он практически непригоден.

Microsoft Paint – простейший графический редактор, поставляемый вместе с операционной системой Windows, заслуживает упоминания, хотя он обладает минимумом возможностей и вряд ли может быть применен для решения сколько-нибудь серьезной задачи. Этот редактор благодаря своему почтенному возрасту и широкому распространению можно назвать самым известным графическим редактором.

Paintbrush – предшественник Microsoft Paint, известный еще во времена Windows 3.x.

Corel Painter. Очень интересный и мощный растровый инструмент для художественной обработки изображений. Это один из немногих редакторов, в состав которого входят инструменты фрактальной графики.

Paint Shop Pro – одна из лучших shareware-программ, которая, к тому же, поддерживает фильтры от Adobe PhotoShop и очень быстро работает с объемными (>20Мб или Мв) фотографиями. Может импортировать и экспортировать изображения в 40 – 50 разных форматов.

GIMP – свободно распространяемая программа с открытым исходным кодом. Первоначально получила распространение среди любителей ОС Linux. Сейчас доступна и для Windows. По возможностям приближается к Adobe Photoshop. Обладает исключительной наращиваемостью и расширяемостью.

Выше приведен небольшой перечень самых известных и распространенных растровых редакторов. В соответствии с существующей государственной политикой в области авторского права, в рамках действующих образовательных стандартов и учебных программ, а также в соответствии с сегодняшними требованиями рынка труда, в дальнейших вопросах этой темы мы будем подробно рассматривать только лучший профессиональный редактор Adobe Photoshop. Однако по некоторым оценкам, программа Photoshop установлена на компьютерах, общее количество которых в России порядка 10 млн. штук. Для законного пользования этой программой нам (всем вместе) необходимо выплатить фирме Adobe где то около 8 млрд. долларов. Это только за одну, пусть хорошую программу.

А ведь России, с ее интеллектуальным и экономическим потенциалом, вполне по силам выступать на безграничном мировом рынке не импортером, а экспортером программного обеспечения!

Плоская векторная графика

Несмотря на примитивность Office Art, с его помощью можно очень быстро создать достаточно сложную и симпатичную картинку.

Adobe Illustrator – основной конкурент Corel Draw на рынке мощных двумерных векторных редакторов.

Macromedia Flash – самый известный, хороший и распространенный в мире двумерный векторный редактор для анимированной графики. Основная сфера применения – картинки для Интернета и компактные компьютерные игры.

AutoCad – мировой флагман трехмерной векторной графики. Относится к классу программ САПР (Системы Автоматизированного Проектирования).

Curious Labs Poser – интересная программа для трехмерной анимации.

ABBYY Fine Reader – самая известная и широко применяемая система распознавания текста. Эту программу мы с уверенностью поместили в разряд векторных редакторов, так как основное ее назначение – преобразовывать растровые картинки в текстовые символы (векторной природы). Только после распознавания отсканированные тексты можно редактировать с помощью клавиатуры в обычных текстовых редакторах.

RX Spotlight – один из известнейших векторизаторов. В отличие от системы распознавания текста, основное назначение векторизаторов – преобразовывать растровые картинки в геометрические фигуры для их дальнейшей обработки в плоских или трехмерных векторных редакторах.

Таким образом, выбор растрового или векторного формата зависит от целей и задач работы с изображением. Если нужна фотографическая точность цветопередачи, то предпочтительнее растр. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном формате. Понятно, что и в растровом и в векторном представлении графика (как и текст) выводятся на экран монитора или печатное устройство в виде совокупности точек. В Интернете графика представляется в одном из растровых форматов, понимаемых броузерами без установки дополнительных модулей – GIF, JPG, PNG.

Есть две основные категории изображений: растровые (bitmap) и векторные (vector).

Растровые изображения состоят из множества точек – пикселов. Каждый пиксел имеет свой цвет и заданное положение в структуре изображения. При редактировании изображения изменяются по сути эти самые пикселы. При увеличении растрового изображения пикселы деформируются, и изображение может превращаться в увеличенную карикатуру исходного.

Программы, работающие с растровыми изображениями, в том числе Photoshop, иногда называют (не совсем точно) программами для рисования (painting program).

Векторные изображения формируют объекты. По сути, они состоят из линий и кривых, которые можно рассчитать математически. По этой причине векторные изображения можно увеличивать или уменьшать до произвольных величин, при этом они всегда остаются пропорциональными копиями исходного изображения, с сохраненной исходной четкостью.

Программы, работающие с векторной графикой, иногда называют чертежными программами (drawing programs).

В программу Photoshop включены инструменты для работы с обоими типами графики. Вы можете использовать программы, предназначенные для определенного типа изображений, например Adobe Illustrator и Freehand фирмы Macromedia, для работы с векторной графикой. Программа Macromedia Flash также содержит в своем составе набор инструментов для работы с векторной графикой. Для новичков в области Web-дизайна в программе Photoshop представлены основные инструменты для создания и редактирования обоих типов изображений.

1. Залогова Л.А. Компьютерная графика: Практикум. – М.: ЛБЗ, 2005.

2. Инженерная и компьютерная графика. – М.: Высшая школа, 2004.

3. Мельниченко В.В. Настоящий самоучитель компьютерной графики. – Киев: Век, 2004.

4. Миронов Д. Компьютерная графика в дизайне. – СПб.: Питер, 2005.

5. Музыченко. Самоучитель компьютерной графики. – М.: Тех-нолоджи 3000, 2005.

6. Петров М.Н., Молочков В.П. Компьютерная графика: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб. Питер, 2005.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Кафедра информатики и вычислительной техники

ФРАКТАЛЬНАЯ ГРАФИКА В СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВАХ

студентка 5 курса группы МДМ-112 А. Н. Вдовина

Реферат проверила ______________________ Т. В. Кормилицина

2. Форматы файлов компьютерной графики……………………………….…5-8

Список использованной литературы…………………………………………. 10

На сегодняшний день Фрактальная графика является второй по росту популярности из четырёх видов компьютерной графики.

Так же есть Растровая и Векторная . Одна – для создания фотореалистичных изображений; Другая – для создания сложных геометрических объектов; и Трёхмерная – как отдельный вид от предыдущих для создания объёмных зрительно-подобных изображений и объектов.

Фрактал – основа Фрактальной графики, это математически построенная фигура, являющаяся частью точной её копии в разы большей, чем одна часть. В свою очередь, большая фигура является частью еще большей.

Чтобы было лучше понять, представьте треугольник, состоящий из трёх треугольников, каждый из которых состоит из 3-х меньших и т.д. Таким образом получается матрёшка, где одна копия встроена в большую копию. Но это не значит, что всё изображение будет однообразным. Далее из таких треугольников, можно состряпать куда более сложную композицию, походящую на естественный объект встречающийся в повседневной жизни. Процесс наследования можно продолжать до бесконечности, без увеличения размер файла.

Фрактальная графика

Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Базовыми элементами фрактальной графики являются сами математические формулы, описывающие линии и линейные поверхности, то есть никаких объектов в памяти ЭВМ не хранится и изображение строится исключительно по формулам (уравнениям).

Установлено, что при любом уровне разрешения, сложная кривая (например, береговая линия), поверхность могут быть аппроксимированы (смоделированы) и прорисованы посредством объединения участков небольших прямолинейных (плоских) сегментов. При переходе на более высокий уровень разрешения аппроксимирующий сегмент вероятностным способом разбивается на новую последовательность новых линейных сегментов и так далее. На основании этого свойства – закона статистического постоянства порождения деталей природных образований при переходе от низких к более высоким уровням разрешения и построен метод использования фрактальных поверхностей

Рис. 1− Пример фрактального объекта

В переводе с английского “фрактальный” означает состоящий из частиц, частей. Такими поверхностями называют класс нерегулярных геометрических форм, задаваемых вероятностным способом на основе исходного описания низкого уровня. Закон дробления линии (поверхности) подбирается опытным путем по критерию визуального согласования синтезируемого (моделируемого) изображения с реальным объектом, изображение которого стремятся получить.

Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие ландшафты и трехмерные объекты. Наиболее часто фрактальные поверхности используют для моделирования горных ландшафтов. Горный массив (рис. 1) предварительно, очень приближенно, описывают полигональной поверхностью, составленной из плоских четырехугольников. Далее каждый четырехугольник разбивается с помощью случайной функции на четыре фигуры меньших размеров, при этом все фигуры вероятностным образом сдвигаются относительно исходной плоскости, сохраняя для каждой фигуры по одной общей вершине с исходным четырехугольником. Деление продолжается до достижения желаемого уровня изрезанности поверхности. Удаляются скрытые поверхности и закрашиваются сгенерированные четырехугольники. Изображения, созданные на основе фрактальных поверхностей, только статистически идентичны реальным объектам.

Фрактальный подход нашел широкое применение во многих областях компьютерной графики, науки и искусства.

Фрактальная графика не является, строго говоря, частью векторной графики, поскольку широко использует и растровые объекты. Фракталы широко используются в растровых (AdobePhotoshop) и векторных (CorelDraw) редакторах и трехмерной (CorelBryce) графике.

Форматы файлов компьютерной графики

Работа со средствами компьютерной графики предполагает использование при создании графической информации (рисунков, чертежей, иллюстраций) разнообразных графических пакетов растровой и векторной графики (PhotoShop,CorelDraw,bCad,AutoCad, Компас и др.). Все эти пакеты работают в соответствующих форматах, позволяющих не только сохранить созданную информацию, экспортировать ее в другие пакеты, но и импортировать графическую информацию других пакетов. В компьютерной графике применяется большое количество форматов, но лишь небольшая их часть стала стандартом де-факто и применяется в подавляющем множестве программ. Разнообразие в подходах (алгоритмах) и средствах в решении традиционных задач компьютерной графики приводит к несовместимости выходных данных. Как правило, несовместимые форматы выходных файлов имеют векторные, растровые, трехмерные изображения, хотя существуют форматы файлов, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на задачи с собственными специфическими форматами, но стремление интегрироваться в общую информационную структуру, вынуждает их использовать специальные приемы, фильтры или экспортировать изображение в стандартный обменный формат.

TIFF (Tagget Image File Format) предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение файла .TIF ) в графических пакетах, работающих MS-DOS, PC IBM, Unix, Macintosh платформах. Широта использования этого формата объясняется его возможностями: поддержка множества цветовых моделей, наличие восьмибитного альфа-канала 3 , сохранение обтравочных контуров, различные алгоритмы сжатия без потери информации. Формат обеспечен поддержкой со стороны большинства графических, верстальных и дизайнерских, растровых и векторных программ. Цветовые модели GIF CMYK и Pantone , поддерживаемые TIFF , обеспечивают верную цветопередачу при выводе изображений на полиграфическую печать; допускает запись в файл цветовой профиль ICC . Последние версии TIFF поддерживают несколько алгоритмов сжатия изображения: LZW – без потери информации; ZIP –без потери информации, JPED -- с частичной потерей информацией. Универсальным принято считать метод сжатия LZW , обеспечивающий меньший размер выходного файла. Формат широко используется для хранения и обмена графической информацией между различными графическими платформами.

GIF (CompuServe Graphics Interchange Format) -Графический растровый обменный формат. Разработан фирмой CompuServe. Поддерживается MS-DOS, PC IBM, Unix, Macintosh и Amiga операционными системами. Формат разработан для поддержки графики в Интернете, независимой от аппаратного обеспечения. Поддерживает функции прозрачности цветов и некоторые виды анимации. Поддерживает кодировку 256 цветов. Один из цветов может получить свойство прозрачности через двухбитовый альфа-канал. Допускает включение в файл нескольких растровых изображений, воспроизводимых с заданной периодичностью, что обеспечивает показ на экране простейшей анимации.

Получил большую популярность в Интернете, благодаря большой степени сжатия (метод LZW ). Ограниченные возможности по работе с цветными изображениями обусловливают его применение исключительно для электронных публикаций.

BMP (Windows Device Independent Bitmap) - растровый формат обмена изображениями между приложениями, работающихми в операционной системе Windows (расширение файла .BMP) . Формат поддерживает большое количество цветных моделей вплоть до 24 – битного пространства RGB . Полиграфический формат CMYK не поддерживается, что ограничивает сферу применения BMP для электронных публикаций. Размер графического изображения неограничен. В качестве алгоритма сжатия используется метод RLE( компрессия без потери информации ). Файлы в формате BMP имеют значительный объем.

PhotoCD - растровый формат, разработанный фирмой Kodak, для хранения цифровых изображений высокого качества. Поддерживается платформами всех операционных систем. Формат хранения данных в файле именуется Image Pac, внутренняя структура которого обеспечивает хранение изображения с фиксированными величинами разрешений, и поэтому размеры любых файлов лишь незначительно отличаются друг от друга и находятся в диапазоне 4-5 Мбайт. Каждому разрешению присвоен собственный уровень, отсчитываемый от так называемого базового ( Base ), составляющего 512 х 768 точек.

В файле предусмотрено пять уровней – от Base/16 (128 х 192 точек) до Baseх 16 ( 2048 х 3072 точек ). Работает с 24-битовой кодировкой цветов. Для работы с цветовой информацией используется цветовая модель YCC. Формат обеспечивает хранение высоко качественных полутоновых изображений и записи высококачественных фото - изображений на CD-ROM.

JPEG (Joint Photographic Expects Group) - формат растровых изображений (расширение файла . JPG ), разработанный фирмой C-Cube Microsystems, ориентирован на все графические платформы. Работает с 24 – битной кодировкой цвета. Независимо от исходной цветовой модели изображения все пиксели переводятся в цветовое пространство CIE Lab . Допустимый максимальный размер изображения 64000 х 64000 точек.

CDR (CorelDraw) - векторный формат. Рабочий формат графического пакета CorelDraw фирмы Corel Corporation.

EPS (Encapsulated PostScript) - Фирма Adobe разработала формат описания как векторных, так и растровых изображений на упрощенной версии языка PostScript , который де-факто является стандартом в области допечатных процессов и полиграфии (файл с расширением . EPS ). Это самый надежный и универсальный способ хранения и передачи графических данных. Файл не поддерживает многостраничные документы, но в нем могут одновременно храниться растровые и векторные графические изображения, все необходимые данные о свойствах самого изображения: любая цветовая модель и профили (параметры калибровки оборудования), канал прозрачности, обтравочный контур, треппинг (перекрытие цветов на границе), внедренные шрифты.

В зависимости от потребности при отображении на экране векторного изображения используется формат WMF , а для растрового – TIFF . Открыть файл .EPS для просмотра и редактирования можно при помощи ограниченного перечня программ (например, Adobe Illustrator, CorelDraw ). Кроме того, существенным недостатком EPS является то, что экранная копия лишь в общих чертах отображает реальное изображение. Действительное изображение можно увидеть на выходе выводного устройства с помощью специальных программ просмотра или после преобразования файла в формат PDF в приложениях Acrobat Reader, Acrobat Exchange .

CGM (Computer Graphics Metafile)- Графический метафайл . Формат файла разработан Международной организацией по стандартизации и Американским национальным институтом стандартов. Поддерживается всеми графическими платформами. Работает с неограниченным числом цветов и не имеет ограничение на размер графического изображения. Используются RLE и CCITT Group 3 и Group 4 методы сжатия информации. Широко используется для обмена векторной и растровой графической информацией между графическими приложениями, работающими на различных платформах.

Этот формат обмена стал фактическим стандартом для чеpтежно-гpaфических систем и поддерживается практически всеми разработчиками программных продуктов САПР.

Данный вид графики незаменим при создании таких сложных повторяющихся объектов, состоящих из самоподобных частей, как облака, горы, вода и т.д. Фактически, благодаря фракталу, найден способ эффективной реализации сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные. Позволим заметить, что акромя графики, так же есть и живопись, и музыка. Все они построены на технологии фрактала.

Бесспорными достоинствами фрактала являются:

Малый размер исполняемого файла при большом изображении.

Бесконечная масштабируемость и увеличение сложности картинки.

Незаменимость в построении сложных фигур, состоящих из однотипных элементов (облака, вода и т.д.).

Относительная легкость в создании сложных композиций.

Все вычисления делаются компьютером, чем сложнее изображение, тем больше загруженность ЦП и ОЗУ.

Плохое распространение и поддержка различными системами.

Небольшой спектр создания объектов изображений.

Ограниченность материнских математических фигур.

В общем то, как всегда. У всего есть достоинства и недостатки. Графика тем более грешит и тем, и тем.

КГ можно разделить на двухмерную и трёхмерную (3D-графику).

Трёхмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве (имеет ширину, высоту и глубину). Широко используется в кино, компьютерных играх, САПР.

Двумерную графику разделяют по способу представления информации в компьютере и соответствующим алгоритмам её обработки. В этом смысле двумерную графику разделяют на векторную и растровую.

Растровая графика(точечная) состоит из мельчайших точек – пикселов. Т.е. растровое изображение – это прямоугольный массив разноцветных точек, оно напоминает мозаику. Каждому пикселю придаётся значение яркости, цвета. Пиксели настолько малы, что сливаются, и мы видим обычное изображение.

Пример растрового изображения – цифровое фото. На рисунке рис.1 показано растровое фото (слева) и рядом - его увеличенный фрагмент (в котором видны пиксели-квадратики, составляющие фото)

Учитывая специфику строения растровой графики, отметим её недостатки:

1) При увеличении масштаба отображения изображения пиксели становятся крупнее, поэтому изображение становится мозаичным, зернистым, его четкость (качество) теряется. При уменьшении качество тоже теряется (удаляются лишние пиксели, т.е. удаляются мелкие детали).

2) Компьютер хранит параметры каждого мельчайшего пикселя, поэтому объём файла рисунка (в байтах) большой (сравнено с векторной графикой)

От чего зависит, насколько четким является растровый рисунок? Чем мельче точки-пиксели (чем их больше приходится на 1 см рисунка), тем точнее прорисованы мельчайшие детали рисунка – тем он четче, качественнее.

Четкость, качество рисунка описывают таким параметром как разрешение изображения – сколько точек приходится на 1 см (или дюйм) рисунка; измеряется в dpi (dots per inch - количество точек на 1 дюйм). Чем выше разрешение (чем мельче точки и их больше приходится на 1 см), тем четче, качественнее рисунок (см. п.II).

Так, если распечатать фото в 2 вариантах – с разрешением 600 dpi и 200 dpi, то распечатка фото с 600 dpi будет выглядеть намного четче, качественнее.

Но чем выше разрешение, тем больше объём файла, в байтах (т.к. при более высоком разрешении в памяти ПК нужно хранить больше точек, их характеристик)

Векторная графика – кардинально отличается от растровой.Векторный рисунок представляет собой набор простых геометрических фигур: прямых, кривых, окружностей, прямоугольников определенного цвета.

Известно: любую геометрическую фигуру можно описать уравнением, поэтому векторный рисунок хранится в памяти компьютера как набор уравнений.

Для этого в памяти компьютера (в файле рисунка) хранятся только основные точки рисунка, а все промежуточные достраиваются по математическим законам.

Так, для описания отрезка прямой хранятся только координаты его концов и формула прямой; для описания окружности – только ее центр, радиус и уравнение окружности (а в растровой графике хранятся параметры всех точек рисунка). Цифрами кодируется и цвет объекта, толщина линий. Эта информация хранится в файле рисунка

Когда нужно отобразить рисунок, устройство вывода прорисовывает элементы по заданным уравнениям. Простейшие кривые, из которых состоят векторные объекты, называются кривые Безье. Инженер Пьер Безье (1910-1999) доказал: любую кривую можно задать двумя векторами (отрезками), выходящих из точек начала и конца кривой (из узлов 1). Поэтому внешний вид кривой - её изогнутость, кривизну можно регулировать этими отрезками (а), выходящими из крайних узлов кривой (точнее, крайними точками этих отрезков – точками 2,3). Эти отрезки (а) называют направляющие или манипуляторы кривизны. Наклон манипулятора кривизны и задаёт наклон кривой. Так, контур зайца на рис. 2 состоит из фрагментов – кривых Безье. Каждый начинается и заканчивается узлом 1 - точкой зацепления. Из точек1 выходят вспомогательные направляющие отрезки (а – манипуляторы кривизны). Каждая направляющая (а) заканчивается точками (2, 3) – точками изменения кривизны. Чтобы изменить

Рис. 2. Контур из кривых Безье

кривизну сегмента, достаточно потянуть за точку нужной направляющей (за точку 2 или 3).

В файле задаются координаты точек зацепления, и 1я и 2я производная выходящего из них отрезка.

Примеры векторных изображений – рисунки, созданные на компьютере `с нуля`, например, логотип, персонаж мультфильма, деловая графика (диаграмма, чертеж).

Т.к. векторный рисунок хранится в памяти ПК в виде нескольких уравнений, то:

1) файл рисунка имеет небольшой объём (в байтах);

2) векторный рисунок можно сколь угодно увеличивать или уменьшать без потери качества (четкости)! Ведь при этом в уравнения (описывающие фигуры) просто подставляются коэффициенты увеличения /уменьшения и рисунок прорисовывается по тем же уравнениям, только с другими коэффициентами.

Это достоинства векторной графики. Недостаток – рисунки выглядят не так натурально, реалистично (как растровые фото), видно – они контурные, нарисованные.

Фрактальная графика – разновидность векторной графики. Пример – геометрические узоры наподобие тех, что создаются в детской подзорной трубе. Фрактал- объект, элементы которого наследуют свойства родительского объекта, его структур. Поэтому более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими уравнениями.

Растрирование и векторизация.Векторные рисунки можно преобразовывать в растровые, и наоборот. Процесс перевода векторной картинки в растровую называется растрированием, обратный – векторизацией (или трассировкой, отрисовкой).

Так, в CorelDraw в меню `Растровое изображение` есть операции: Преобразовать в растровое изображение (чтоб векторный рисунок сделать растровым), Трассировать растровое изображение (чтоб получить из растрового изображения векторное).

Но нельзя получить точно такое же растровое изображение из векторного, и наоборот, без потери качества, поэтому к смене вида графики надо подходить осторожно.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Компьютерная графика (растровая, векторная, фрактальная). Презентация на заданную тему содержит 15 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Растровая графика Растровая графика — это изображения, составленные из пикселей — маленьких цветных квадратиков, размещенных в прямоугольной сетке. Пиксель — это самая маленькая единица цифрового изображения. Качество растрового изображения напрямую зависит от количества пикселей, из которых оно состоит — чем больше пикселей, тем больше деталей можно отобразить. Увеличить растровое изображение путем увеличения масштаба не получится — число пикселей увеличить невозможно

Недостатки растровой графики Большой размер файла. Фактически для каждого пикселя приходится хранить информацию о его координатах и цвете. Невозможность масштабирования (в часности, увеличения) изображения без потери качества.

Формат GIF Преимущества: Небольшой размер изображения Поддержка прозрачности Возможность создания покадровой анимации Недостатки: Маленькое количество возможных цветов (до 256) и отсутствие передачи полупрозрачности.

Формат TIFF — формат для хранения изображений высокого качества, поддерживает любые из существующих цветовые модели, обеспечивает широкий диапазон изменения глубины цвета, поддерживает работу со слоями. Хранение информации в формате TIFF возможно как с потерями, так и без потерь. Недостатки: Большой вес файла, гораздо больший, нежели файл RAW-формата такого же качества — каждый снимок в TIFF весит от 8 до 20Мб.

Векторная графика Векторная графика — это изображения, созданные при помощи математических формул. В отличии от растровой графики, которая является ни чем иным, как массивом цветных пикселов и хранит информацию для каждого из них, векторная графика — это набор графических примитивов, описанных математическими формулами. Например, для того, чтобы построить прямую на экране нужно всего лишь знать координаты точек начала и конца прямой и цвет, которым ее нужно нарисовать, а для построения многоугольника — координаты вершин, цвет заливки и, если необходимо, цвет обводки. Благодаря такому способу представления графической информации, векторное изображение можно не только масштабировать как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения, но так же можно перегруппировывать примитивы и менять их форму для создания совершенно других изображений из тех же объектов.

Читайте также: