Зачем мне нужна компьютерная графика сочинение

Обновлено: 18.04.2024

Строго говоря, это раздел информатики, занимающейся созданием изображений, с помощью неких программ. А также способы перевода картинок в графические представления (в виде цифр) и наоборот.

Существуют различные области применения компьютерной графики. Перечислим самые интересные и полезные из них:

1. Научная графика (построения различных диаграмм, графиков, чертежей конструкций и так далее)

2. Мультимедиа — это взаимодействие качественного изображения со звуковым сопровождением. Чаще всего мультимедийные технологии используются в области рекламы и развлечений.

3. Компьютерная анимация (получение движущихся картинок)

4. Рекламная и художественная графика (Создание всевозможных мультфильмов, рекламных роликов, видеоуроков, презентаций и так далее)

5. Совершенно новая область применения 3d печать . Поговорим о ней подробнее.

Это создание реального объекта по 3d модели. Существует два типа технологий такой печати: лазерная и струйная. Упрощенный принцип работы лазерной печати – в качестве материала используется жидкий материал, который становится твердым под действием лазерного излучения. Принцип струйной печати заключается в том, что некий плавкий материал выдавливается тонким слоем на поверхность, за ним выдавливается следующий. И, таким образом, получается объект.

3d печать активно используется в промышленности: в медицине, например, распечатывают фрагменты костей скелета и черепа, в литейном производстве – изготовление форм и моделей, в военной промышленности – для создания оружия. Огромный ее плюс в том, что предметы изготавливаются очень быстро. Вполне возможно, что в будущем у каждой семьи будет свой 3d принтер, и люди легко смогут печать, к примеру, кружки или светильники, не тратя время на ожидание заказа.

В статье раскрывается понятие и сущность компьютерной графики, рассматриваются основные виды компьютерной графики, приводятся статистические данные и описываются основные способы применения графической информации в различных сферах общественной жизни.

Ключевые слова: изображения, графика, данные.

В условиях современного мира человек всё чаще сталкивается с большими объёмами информации, с которыми достаточно тяжело взаимодействовать, если они не представлены в удобном виде, поэтому сегодня трудно представить жизнь без таблиц, схем, графиков, диаграмм, картинок и видеоматериалов, так как именно эти средства представления информации помогают нам визуализировать любые данные. Графическая информация в компьютеризированной среде является конечным продуктом компьютерной графики — изображением.

Компьютерная графика является разделом информатики, изучающим методы и средства представления и визуализации данных в графическом виде посредством программно-аппаратных средств. Это самый быстрорастущий сегмент в области информационных технологий. Широкий спектр возможностей, которые может реализовать компьютерная графика, начиная с систем видеонаблюдения и заканчивая многопользовательскими онлайн играми и просмотром видео на видеохостингах, постоянно расширяется, позволяя нам всесторонне развивать своё окружение.

В зависимости от методов и приёмов создания графической информации выделяют растровые, векторные, фрактальные и трёхмерные (3D) компьютерные графики.

Рис. 1. Пример растрового изображения

Векторная графика — вид компьютерной графики, в котором изображение представляется в виде совокупности отдельных объектов, описываемых математическими уравнениями [2, 60]. Таким образом, если в растровой графике построение изображения происходит посредством совокупного представления пикселей, то в векторной графике базовым элементом построения изображения является линия (контур). В векторной графике контур имеет свои свойства: форму, цвет, начертание (сплошной или пунктирный), толщину и форму концов (со стрелкой или закругленные). Каждый контур имеет две и более опорных точек, которые называются узлами — по ним и строится изображение. Контур может быть открытым и закрытым. Открытый контур — если его начальная опорная точка не совпадает с конечной опорной точкой. Закрытый контур — если его последняя опорная точка является одновременно и первой, и замыкающей.

Рис. 2. Пример векторного изображения

Основное свойство такого вида компьютерной графики состоит в том, что изображение при масштабировании почти не изменяется ни в геометрическом строении, ни по уровню разрешения. Такое изображение всегда остаётся одинаково сложным, а каждый её элемент в одинаковой степени похож на все остальные элементы. Фрактальная графика в современном мире особенно популярна, ведь это один из самых необычных и лёгких способов создания сложных изображений, ведь графическому редактору нужно только задать нужную математическую формулу и указать количество повторений.

Фрактальная графика позволяет создавать абстрактные композиции, где можно реализовать такие композиционные приёмы как горизонтали и вертикали, диагональные направления, симметрию и асимметрию и др. Фрактальная графика незаменима при создании изображений облаков, гор, водных и других поверхностей, очень напоминающих природные неевклидовые поверхности. Часто фрактальную графику применяют для создания рекламных вывесок, вебсайтов и приложений, ведь фрактальные изображения на подсознательном уровне привлекают внимание человека. Методами фрактальной графики часто моделируют турбулентные потоки и создают различные узоры. Фрактальная графика является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся перспективных видов компьютерной графики. Пример фрактального изображения можно рассмотреть на рисунке 3.

Рис. 3. Пример фрактального изображения

Трёхмерная 3D графика — один из самых сложных видов компьютерной графики, но в то же время и один из самых полезных в жизни современного человека. 3D моделирование позволяет создать объёмную трёхмерную модель с учётом многих условий, которые можно менять самостоятельно. Под условиями понимаются такие вещи, как освещение, точка зрения на объект, его габариты относительно других объектов и т. д. Данный вид построения изображения имеет огромное количество преимуществ над всеми другими видами компьютерной графики, описанными мною выше. Трёхмерная графика применяется почти во всех сферах жизнедеятельности человека. Примерами является почти всё, что нас окружает, ведь подавляющее большинство предметов обихода, перед тем как пойти в производство, создаются в графических редакторах трёхмерных моделей [3]. Возьмём, к примеру, любой мобильный телефон. В процессе создания инженеры сначала рассчитывали примерную форму и компоновку всех деталей внутри корпуса, после чего создают 3D модель, отражающую точные минимальные габариты устройства. После этого дизайнеры, с учётом данных величин, проектируют, как должен выглядеть аппарат и накладывают поверх первичной 3D модели смартфона новые объекты и шкурки (слои изображения) и т. д. То есть данная технология позволяет спроектировать то или иное устройство сразу в его объёмном виде и с учётом многих нюансов, что естественно ускоряет и облегчает процесс конструирования объектов быта. Пример трёхмерной графики можно рассмотреть на рисунке 4.

Рис. 4. Пример трёхмерной графики

Сегодня компьютерная графика является одним из самых быстроразвивающихся направлений информационных технологий: графическая информация используется почти во всех сферах жизнедеятельности человека [5].

Помимо сферы досуга и развлечений, компьютерная графика незаменима и в области здравоохранения, так как условии современного мира вынуждают искать более совершенные средства борьбы с различными заболеваниями. В связи с этим подавляющее большинство стран мира последние 30 лет упорно старается внедрять современные информационные технологии в область медицины. И в этом процессе модернизации одно из наиболее значимых мест занимает внедрение компьютерной графики. Она активно применяется в создании моделей внутренних органов, обработке и выводе на экран компьютера изображения со сканера УЗИ и компьютерной томографии. Все эти данные записываются в память компьютера и в последствии на их основе составляется объёмное изображение. С помощью данных технологий выявляется около 80 % всех заболеваний даже на ранних стадиях, что существенно упрощает процесс лечения пациентов.

Особое внимание графической информации уделяется среди научных деятелей и в области образования. В данных отраслях человеку просто необходимо графическое сопровождение почти во всех вопросах, начиная от школьных презентаций в PowerPoint и заканчивая сложными графическими моделями протекания различных химических реакций. В данных направлениях компьютерная графика позволяет сделать преждевременные предположения о происхождении каких-либо процессов, на протекание которых ушло бы не одно тысячелетие. Примерами служат компьютерные графические программы, моделирующие зарождение жизни на земле, различные природные катаклизмы и столкновение элементарных частиц (программа анализа результатов деятельности большого адронного коллайдера).

Однако развитие и использование графической информации не достигли предела, и на сегодня существует множество планов по внедрению компьютерную графику в обиход. Например, во многих странах планируется искать информацию о преступниках по фотографиям и записям видеокамер в Интернете посредством использования нейронных сетей. На данный момент данная технология изучена не до конца и имеет определённый процент погрешности, но по заверениям учёных данная технология будет в полной мере освоена уже в ближайшее время.

Основные термины (генерируются автоматически): компьютерная графика, графическая информация, векторная графика, график, изображение, вид, пиксель, растровая графика, растровое изображение, трехмерная графика.

В век информационных технологий компьютерная графика получила широкое распространение во всем мире. Почему она так популярна? Где она применяется? И вообще, что такое компьютерная графика? Давайте разберемся!

Компьютерная графика: что такое?

Проще всего – это наука. Кроме того, это один из разделов информатики. Он изучает способы обработки и форматирования графического изображения с помощью компьютера.

Уроки компьютерной графики на сегодняшний день существуют и в школах, и в высших учебных заведениях. И трудно сегодня найти область, где она не была бы востребована.

Какие задачи решает компьютерная графика?

Если рассматривать этот раздел информатики в широком смысле, то можно увидеть, что средства компьютерной графики позволяют решать следующие три типа задач:

1) Перевод словесного описания в графическое изображение.

2) Задача распознавания образов, то есть перевод картинки в описание.

3) Редактирование графических изображений.

Направления компьютерной графики

Несмотря на то что сфера применения этой области информатики, бесспорно, крайне широка, можно выделить основные направления компьютерной графики, где она стала важнейшим средством решения возникающих задач.

Во-первых, иллюстративное направление. Оно является самым широким из всех, так как охватывает задачи начиная от простой визуализации данных и заканчивая созданием анимационных фильмов.

Во-вторых, саморазвивающееся направление: компьютерная графика, темы и возможности которой поистине безграничны, позволяет расширять и совершенствовать свои навыки.

В-третьих, исследовательское направление. Оно включает в себя изображение абстрактных понятий. То есть применение компьютерной графики направлено на создание изображения того, что не имеет физического аналога. Зачем? Как правило, с целью показать модель для наглядности либо проследить изменение параметров и скорректировать их.

Какие существуют виды компьютерной графики?

Еще раз: что такое компьютерная графика? Это раздел информатики, изучающий способы и средства обработки и создания графического изображения с помощью техники. Различают четыре вида компьютерной графики, несмотря на то, что для обработки картинки с помощью компьютера существует огромное количество различных программ. Это растровая, векторная, фрактальная и 3-D графика.

Каковы их отличительные черты? В первую очередь виды компьютерной графики различаются по принципам формирования иллюстрации при отображении на бумаге или на экране монитора.

Растровая графика

Базовым элементом растрового изображения или иллюстрации является точка. При условии, что картинка находится на экране, точка называется пикселем. Каждый из пикселей изображения обладает своими параметрами: цветом и расположением на холсте. Разумеется, что чем меньше размеры пикселей и больше их количество, тем лучше выглядит картинка.

Основная проблема растрового изображения – это большие объемы данных.

Второй недостаток растровой графики – необходимость увеличить картинку для того, чтобы рассмотреть детали.

Кроме того, при сильном увеличении происходит пикселизация изображения, то есть разделение его на пиксели, что в значительной степени искажает иллюстрацию.

Векторная графика

Элементарной составляющей векторной графики является линия. Естественно, что в растровой графике тоже присутствуют линии, однако они рассматриваются как совокупность точек. А в векторной графике все, что нарисовано, является совокупностью линий.

Этот тип компьютерной графики идеален для того, чтобы хранить высокоточные изображения, такие как, например, чертежи и схемы.

Информация в файле хранится не как графическое изображение, а в виде координат точек, с помощью которых программа воссоздает рисунок.

Соответственно, для каждой из точек линии резервируется одна из ячеек памяти. Необходимо заметить, что в векторной графике объем памяти, занимаемый одним объектом, остается неизменным, а также не зависит от его размера и длины. Почему так происходит? Потому что линия в векторной графике задается в виде нескольких параметров, или, проще говоря, формулой. Что бы мы ни делали с ней в дальнейшем, в ячейке памяти будут изменяться лишь параметры объекта. Количество ячеек памяти останется прежним.

Таким образом, можно прийти к выводу, что векторные файлы, по сравнению с растровыми, занимают гораздо меньший объем памяти.

Трехмерная графика

3D-графика, или трехмерная графика, изучает методы и приемы создания объемных моделей объектов, максимально соответствующие реальным. Подобные изображения можно рассмотреть со всех сторон.

Гладкие поверхности и разнообразные графические фигуры используются с целью создания объемных иллюстраций. С их помощью художник создает сначала каркас будущего объекта, а потом поверхность покрывают такими материалами, которые визуально похожи на реальные. Далее делают гравитацию, осветление, свойства атмосферы и прочие параметры пространства, в котором находится изображаемый объект. Затем, при условии, что объект движется, задают траекторию движения и его скорость.

Фрактальная графика

Фрактальный рисунок можно построить либо с помощью какого-либо алгоритма, либо путем автоматического создания изображения, которое осуществляется путем вычислений по заданным формулам.

Модификация изображения происходит при внесении изменений в структуру алгоритма или смене коэффициентов в формуле.

Главным преимуществом фрактальной графики является то, что в файле изображения сохраняются только формулы и алгоритмы.

Области применения компьютерной графики

Однако необходимо заметить, что выделение данных направлений весьма условно. Кроме того, оно может быть детализировано и расширено.

Итак, перечислим основные области компьютерной графики:

3) отображение визуальной информации;

4) создание пользовательского интерфейса.

Где применяется компьютерная графика?

В инженерном программировании широко используется трехмерная компьютерная графика. Информатика в первую очередь пришла на помощь инженерам и математикам. Средствами трехмерной графики происходит моделирование физических объектов и процессов, например, в мультипликации, компьютерных играх и кинематографе.

Растровая графика широко применяется при разработке полиграфических и мультимедийных изданий. Очень редко иллюстрации, которые выполняются средствами растровой графики, создаются с помощью компьютерных программ вручную. Зачастую с этой целью пользуются отсканированные изображения, которые художник изготовил на фотографии или бумаге.

В современном мире широко применяются цифровые фото- и видеокамеры с целью ввода растровых фотографий в компьютер. Соответственно, подавляющее большинство графических редакторов, которые предназначены для работы с растровой графикой, ориентированы не на создание изображений, а на редактирование и обработку.

Растровые изображения применяются в интернете в том случае, если есть необходимость передать всю цветовую гамму.

А вот программы для работы с векторной графикой, наоборот, чаще всего используются с целью создания иллюстраций, ежели для обработки. Подобные средства нередко используют в издательствах, редакциях, дизайнерских бюро и рекламных агентствах.

Средствами векторной графики гораздо проще решаются вопросы оформительских работ, которые основаны на применении простейших элементов и шрифтов.

Бесспорно, существуют примеры векторных высокохудожественных произведений, однако они являются скорее исключением, чем правилом, по той простой причине, что подготовка иллюстраций средствами векторной графики необычайно сложна.

Для автоматического создания изображений с помощью математических расчетов созданы программные средства, работающие с факториальной графикой. Именно в программировании, а не в оформлении или рисовании состоит создание факториальной композиции. Факториальная графика редко применяется с целью создания электронного или печатного документа, однако ее нередко используют в развлекательных целях.

Ключевые слова: изображения, графика, данные.

Рис. 1. Пример растрового изображения

Рис. 2. Пример векторного изображения

Рис. 3. Пример фрактального изображения

Рис. 4. Пример трёхмерной графики

Читайте также: