В информатике существует четыре типа компьютерной графики (КГ). Все находят применение, обладают сильными сторонами и недостатками. Рассмотрим, что такое компьютерная графика, какие виды существуют, кратко охарактеризуем их. Научимся определять, к какому типу относятся изображения.
Компьютерная графика: что это
Многие слышали, что при монтаже фильмов и для получения сюрреалистических, отретушированных фотографий применяется компьютерная графика. Что она собой представляет, знают единицы.КГ – направление информатики, специализирующееся на создании, изучении, разработке и оптимизации методик формирования и редактирования изображений посредством программного обеспечения. Охватывает множество областей, где применяются способы подачи информации в виде визуальных образов.
Компьютерная графика входит в число перспективных компьютерных наук. В современном виде существует около двух десятилетий. Её основателем принято считать Андриеса ван Дамма, написавшего ряд фундаментальных учебников по КГ.
Границы машинной графики настолько широки, что чётко провести их невозможно. Тем не менее существует несколько типов КГ. Рассмотрим, что представляют собой основные разновидности компьютерной графики.
Виды компьютерной графики в информатике
Рассмотрим методики классификации КГ.Системы
Различают четыре основных направления в графике.Деловая – используется для иллюстрации информации, которую без визуализации сложно представить (таблицы, базы данных). Приложения позволяют быстро строить диаграммы, графики, схемы в виде двухмерных, реже – трёхмерных, массивов сразу после ввода или выбора интересуемой информации. Позволяют управлять этими элементами: вытягивать вдоль осей, перекрашивать, добавлять надписи, комбинировать объекты.
Иллюстративная – нужна для демонстрации чего-либо. К ней относят чертежи, карты, схемы, эскизы, наброски. Редакторы направлены на быстрое создание перечисленных объектов, их редактирования: изменения, масштабирования, перемещения. Относится к векторной (координатной) графике.
К иллюстративной относится графика на основе нерегулярных структур, для формирования которых применяют инструментарий растровых редакторов: кисти, карандаши, ластик, заливку, краски. Часть программ способна оживлять картинки – анимировать.
Инженерная либо конструкторская – ориентирована в основном на чертежи, автоматическое проектирование (САПР) при разработке сложных технических, электрических агрегатов, в архитектуре. Применяются в научных исследованиях, инженерном деле. Подразумевает манипуляции с множеством разноклассовых объектов.
Иногда отдельно стоят следующие виды графики:
- Научная – она же деловая.
- Рекламная – применяется маркетологами для продвижения продукции, услуг.
- Анимация – создание движущихся изображений.
- Пиксельная – картинка формируется посредством манипуляции с увеличенными пикселями (как в Майнкрафт).
- Художественная – актуальна среди творческих личностей, создающих красочные картинки, фото: ретушеры, художники, фотографы.
Количество пространств
Машинная графика разделяется на двух- и трёхмерную. Основа плоской растровой – прямоугольная область двухмерного пространства, трёхмерной – трёхмерное пространство. Одна и вторая бывают векторной, растровой, фрактальной.Для создания 3D-моделей применяются полигональные объекты, состоящие из мелких двухмерных – полигонов.
Метод построения изображений
В зависимости от способа формирования картинки разделяют три вида КГ.
Растровая
Растровая графика в информатике – это направление КГ, где картинка формируется из пикселей – мельчайших объектов, напоминающих уменьшенную клетку тетрадного листа. Пиксели занимают место на диске, которое зависит от глубины цвета или битовой глубины – числа бит, которыми определяется интенсивность свечения пикселя.На размер файла влияют глубина цвета и разрешение фото – количество точек, из которых оно состоит по вертикали и горизонтали.
Чем богаче палитра, тем большим количеством интенсивностей задаются цвета. К примеру, глубина цвета 24 бита предусматривает 256 уровней интенсивности (по 8 на цвет: красный, зелёный, синий). Четкость изображения диктуется его разрешением – это количество пикселей по обоим направлениям, из которого состоит картинка.
Растровые изображения характеризуются цветом и положением пикселей. Для хранения файлов применяется свыше десятка форматов, отличающихся возможностями (png, например, поддерживает прозрачность), степенью сжатия.
Штрих-коды, QR-коды относятся к растровой графике, хотя иногда их пытаются выделить в отдельную категорию.
Векторная
Картинка получается путём математического описания объектов. Для построения изображения применяется комбинация формул из математики и команд из информатики. Образ получается посредством комбинирования окружностей, линий, геометрических фигур, их фрагментов. Объекты имеют цвет, для окраски могут применяться градиенты.В трёхмерной графике применяют геометрические тела: куб, сфера, цилиндр.
Отдельно упомянём сплайн – кривую, описывающую геометрическую фигуру.
Основные отличия распространённых типов КГ.
| Характеристика | Растр | Вектор |
| Мельчайший объект | Пиксель | Контурный элемент |
| Фотографическое качество | + | - |
| Вывод на печать | Без проблем | Иногда напечатанная картинка не соответствует оригиналу |
| Размер файла | Значительный | Небольшой |
| Масштабирование | Искажает изображение | Без проблем |
| Группирование элементов | - | + |
| Точная передача цвета | + | - |
| Реалистичность | + | Больше схематичность |
Векторные изображения легко конвертируются в растровые, наоборот – хуже.
Фрактальная
Основа картинки – фрактал – элемент, обладающий самоподобием. На компьютере он описывается математическою формулой, которая и хранится в виде файла. Базовый элемент фрактального изображения – уравнение либо их система. При изменении коэффициентов в формулах изрядно меняются и изображения.Фрактальная графика популярна ввиду способности моделирования созданных природой объектов. Редакторы позволяют генерировать модели природных ландшафтов, кристаллические структуры, ветви растений, звёздчатые конструкции, где целое изображение состоит из мелких, подобных себе.
Трёхмерная графика объединяет три рассмотренных выше. Рабочее пространство в трёхмерном редакторе представлено тремя осями.
Мы рассмотрели, какие направления и виды изображений выделяют в компьютерной графике.
Как вы считаете, материал был полезен?