Учитель информатики Бамбуркин С.П. Раздел информатики занимающийся проблемами рисования на пк называют


Урок №14. Компьютерная графика. Технические средства компьютерной графики

Компьютерная графика

Основные темы параграфа:

• история компьютерной графики;• научная графика;• деловая графика; • конструкторская графика; • иллюстративная графика; • художественная и рекламная графика; • компьютерная анимация.

В наше время редко найдется школьник, который бы не играл в компьютерные игры или хотя бы не видел как в них играют другие. На экране дисплея, как на телеэкране, бегают человечки, летают самолеты, мчатся гоночные машины... Чего только нет! Причем качество цветного изображения на современном персональном компьютере бывает лучше, чем у телевизора.

Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой.

Как же получаются все эти «картинки» на экране ЭВМ? Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию. Дисплей — это устройство вывода информации, хранящейся в памяти ЭВМ. Значит, и «картинки» на экране — это отображение информации, находящейся в компьютерной памяти.

История компьютерной графики

Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность — важнейшее условие для понимания.

Возникла идея поручить графическую обработку самой машине.

Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей (рис. 4.1).

360px-Informatika 8 99

С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу — графопостроители (другое название — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике произошла с появлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком же виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок, чертежных инструментов.

Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографии.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.

Научная графика

Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов (рис. 4.2).

360px-Informatika 8 100

Деловая графика

Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы (рис. 4.3).

360px-Informatika 8 101w

Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся немного позже.

Конструкторская графика

Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств (рис. 4.4).

Informatika 8 101.1z

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика

Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами. Подробнее о графических редакторах речь пойдет ниже.

Художественная и рекламная графика

Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.

Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» (рис. 4.5).

Informatika 8 102z

Для создания реалистических изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат.

Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации — все это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, от фактуры поверхности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация

Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опирающимися на математическое описание данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения (рис. 4.6).

360px-Informatika 8 103w

Коротко о главном

Компьютерная графика — область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Для создания графических изображений требуется специальное программное обеспечение — графические пакеты.

Основные области применения компьютерной графики: научная графика; деловая графика; конструкторская графика; иллюстративная графика; художественная и рекламная графика.

Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на дисплее.

Вопросы и задания

1. Что называют компьютерной графикой?2. Каким способом создавали рисунки на ЭВМ до появления аппаратных и программных средств компьютерной графики?3. На какие устройства производится вывод графических изображений?4. В чем преимущество графического дисплея перед другими устройствами графического вывода?5. Назовите основные области применения компьютерной графики,6. Что такое компьютерная анимация?

Демонстрация к лекции. Интерактивное средство для самостоятельной работы учащихся

 

Технические средства компьютерной графики

Основные темы параграфа:

• монитор;• принципы работы монитора;• как получается цветное изображение на экране; • жидкокристаллические мониторы; • видеопамять и дисплейный процессор; • устройства ввода изображения в компьютер.

На рис. 4.7 дана схема системы вывода изображения на экран. Она включает в себя монитор (другое название – дисплей) и видеоадаптер, который через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

Informatika 8 105z

Монитор

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр (рис. 4.8).

Informatika 8 105.1zz

Одна точка носит название «видеопикселъ» (далее будем употреблять краткое название — пиксель). Слово «пиксель» происходит от английского «picture element» — элемент рисунка. Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения (см. рис. 4.8). Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: М x N.

Informatika 8 106d

На современных мониторах используются, например, такие размеры графической сетки:

640 х 480;1024 х 768;1280 х 1024.

Размер монитора характеризуется длиной диагонали его экрана, выраженной в дюймах. 1 дюйм = 2,54 см. Бывают мониторы с диагональю 14, 15, 17 и более дюймов.

Принципы работы монитора

Существуют мониторы, основанные на разных физических принципах. Самыми распространенными являются мониторы на основе электронно-лучевой трубки — ЭЛТ-мониторы. На экране такого монитора пиксель образуется люминесцирующим веществом, которое светится под воздействием луча, испускаемого электронной пушкой. Такой луч пробегает по порядку (сканирует) все строки сетки пикселей. При этом он модулируется: на точки, которые должны светиться, падает, а на темных точках прерывается (рис. 4.9).

Informatika 8 107zz

Поскольку после прекращения воздействия электронного луча на точку экрана ее свечение быстро затухает, то сканирование периодически повторяется с высокой частотой (75-85 раз в секунду и более). При такой частоте наше зрение не замечает мерцания изображения.

Первоначально на компьютерах использовались черно-белые мониторы. На черно-белом экране пиксель, на который падает электронный луч, светится белым цветом. Неосвещенный пиксель – черная точка. При изменении интенсивности электронного потока получаются промежуточные серые тона (оттенки).

Как получается цветное изображение на экране

Каждый пиксель на цветном экране – это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего. Эти точки расположены так близко друг к другу, что нам они кажутся слившимися в одну точку.

Из сочетания красного, зеленого и синего цветов складывается вся красочная палитра на экране.

Электронная пушка цветного монитора испускает три луча. Каждый луч вызывает свечение точки только одного цвета. Для этого в мониторе используется специальная фокусирующая система.

Жидкокристаллические мониторы

Все большее распространение получают жидкокристаллические мониторы – ЖК-мониторы. По сравнению с электронно-лучевыми мониторами они значительно меньше по весу, имеют плоскую форму. При работе с ЖК-монитором меньше устают глаза.

Видеопамять и дисплейный процессор

Видеоадаптер – устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора.

Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации – двоичного кода изображения, выводимого на экран.

В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана.

Видеопамять – это электронное энергозависимое запоминающее устройство. На современных компьютерах ее размер составляет несколько мегабайтов.

Дисплейный процессор – вторая составляющая видеоадаптера.

Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея.

Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный – периодически читает ее и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.

Устройства ввода изображения в компьютер

Монитор – это устройство вывода изображения. А каким образом изображение можно ввести в компьютер? Для этого используется сканер (рис. 4.10).

240px-Informatika 8 109

Работа сканера как бы противоположна работе видеоадаптера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканер получил свое название в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.

С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаги. Как было сказано в главе 3, используя специальную программу распознавания текста, его изображение можно преобразовать в текстовый формат.

Изображение в компьютер может вводиться с цифрового фотоаппарата и с цифровой видеокамеры, фотографии и видеофильмы в этих устройствах сохраняются в виде двоичного кода на магнитных дисках. Затем, используя кабельное соединение, их можно переписать на компьютерный диск.

Коротко о главном   

Система вывода изображения на экран включает в себя монитор (дисплей) и видеоадаптер.

Видеоадаптер состоит из видеопамяти и дисплейного процессора.

Изображение на экране монитора получается из совокупности множества светящихся точек — видеопикселей.

Пиксели на экране образуют сетку из горизонтальных строк и вертикальных столбцов, которая носит название «растр».

Размер графической сетки М x N определяет разрешающую способность экрана, от которой зависит качество изображения.

Используются два основных типа мониторов — на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК).

Цвет пикселя на цветном экране монитора формируется из трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Из сочетания этих трех цветов получаются все другие краски.

Для ввода изображения в компьютер используются сканеры, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры.

Вопросы и задания

1. Что такое пиксель? Что такое растр?2. Как работает ЭЛТ-монитор?3. В чем преимущества ЖК-монитора по сравнению с ЭЛТ-монитором?4. Из каких трех цветов получаются все остальные краски на цветном дисплее?5. Какие устройства входят в состав видеоадаптера?6. Для чего нужна видеопамять?7. Что такое дисплейный процессор? Какую работу он выполняет?8. Какие устройства используются для ввода изображения в компьютер?

Бланк-задание. Фрагмент рабочей тетради. Закрепление знаний по теме компьютерной графики, формирование умений.

Редактировалось Дата: Воскресенье, 22 Апрель 2018

www.fordus.org.ua

Графическая информация и компьютер 8 класс

Презентация на тему: Графическая информация и компьютер 8 класс

Скачать эту презентацию

Скачать эту презентацию

№ слайда 1 Графическая информация и компьютер 8 класс Описание слайда:

Графическая информация и компьютер 8 класс

№ слайда 2 Компьютерная графика Компьютер – это универсальное устройство для обработки инфо Описание слайда:

Компьютерная графика Компьютер – это универсальное устройство для обработки информации. Компьютер работает с четырьмя видами информации: текстовой; графической; числовой; звуковой.

№ слайда 3 Компьютерная графика Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обра Описание слайда:

Компьютерная графика Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой. Компьютерная графика сейчас стала основным средством связи между человеком и компьютером, постоянно расширяющим сферы своего применения, т.к. в графическом виде результаты становятся более наглядными и понятными.

№ слайда 4 Компьютерная графика Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяс Описание слайда:

Компьютерная графика Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере. Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры.

№ слайда 5 Компьютерная графика Без компьютерной графики не обходится ни одна современная п Описание слайда:

Компьютерная графика Без компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения.

№ слайда 6 Символьная графика Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и п Описание слайда:

Символьная 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.

№ слайда 7 Символьная графика Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Описание слайда:

Символьная графика Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. С помощью символьной печати получали даже художественные изображения.

№ слайда 8 Технические средства компьютерной графики Затем появились специальные устройства Описание слайда:

Технические средства компьютерной графики Затем появились специальные устройства - графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге.

№ слайда 9 Устройства вывода графической информации Устройствами вывода графической информа Описание слайда:

Устройства вывода графической информации Устройствами вывода графической информации являются принтеры, графопостроители, фотопринтеры, графические мониторы, проекторы и другие.

№ слайда 10 Устройства ввода графической информации Устройствами ввода графической информаци Описание слайда:

Устройства ввода графической информации Устройствами ввода графической информации являются: графический планшет, интерактивная доска, световое перо, сканер и другие.

№ слайда 11 Научная графика Современная научная компьютерная графика дает возможность провод Описание слайда:

Научная графика Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

№ слайда 12 Конструкторская графика Конструкторская графика используется в работе инженеров- Описание слайда:

Конструкторская графика 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.

№ слайда 13 Теоретические чертежи боковой и передней панелей пульта управления СОИ «СИС-3-3K Описание слайда:

Теоретические чертежи боковой и передней панелей пульта управления СОИ «СИС-3-3KB» корабля «Восход»

№ слайда 14 Одна из систем автоматизации проектирования Описание слайда:

Одна из систем автоматизации проектирования

№ слайда 15 Деловая графика Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная Описание слайда:

Деловая графика Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений.

№ слайда 16 Деловая графика Деловая графика - технология создания изображений с сопровождающ Описание слайда:

Деловая графика Деловая графика - технология создания изображений с сопровождающим текстом для нужд коммерции.

№ слайда 17 Деловая графика Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводк Описание слайда:

Деловая графика Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы.

№ слайда 18 Деловая графика Программные средства деловой графики включаются в состав электро Описание слайда:

Деловая графика Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц и специализированных программ.

№ слайда 19 Иллюстративная графика Иллюстративная графика - это произвольное рисование и чер Описание слайда:

Иллюстративная графика Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера.

№ слайда 20 Иллюстративная графика Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному про Описание слайда:

Иллюстративная графика Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.

№ слайда 21 Иллюстративная графика Простейшие программные средства иллюстративной графики на Описание слайда:

Иллюстративная графика Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

№ слайда 22 Художественная и рекламная графика Художественная и рекламная графика - ставшая Описание слайда:

Художественная и рекламная графика Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации.

№ слайда 23 Художественная и рекламная графика Графические пакеты для этих целей требуют бол Описание слайда:

Художественная и рекламная графика 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".

№ слайда 24 Художественная и рекламная графика Получение рисунков трехмерных объектов, их по Описание слайда:

Художественная и рекламная графика 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.

№ слайда 25 Компьютерная анимация Компьютерная анимация - это получение движущихся изображен Описание слайда:

Компьютерная анимация Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплея. Художник создает на экране рисунки начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения.

№ слайда 26 Компьютерная анимация Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с о Описание слайда:

Компьютерная анимация Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения. Мультимедиа - это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

№ слайда 27 Дизайн Существует еще множество практических применений компьютерной графики, на Описание слайда:

Дизайн Существует еще множество практических применений компьютерной графики, например, дизайн.

№ слайда 28 Другие области применения компьютерной графики Описание слайда:

Другие области применения компьютерной графики

№ слайда 29 Источники информации http://www.brand-media.ru/serv__idP_9_idP1_50_idP2_56.html Описание слайда:

Источники информации http://www.brand-media.ru/serv__idP_9_idP1_50_idP2_56.html Семакин И.Г., Залогова Л.И., Русаков С.В., Шестакова Л.В. Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 8 класса. М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009 Презентацию составила: Гришкова Т.П., МАОУ, СОШ № 50 г.Томска.

ppt4web.ru

Урок №20 Компьютерная графика - Учитель информатики Бамбуркин С.П.

Основные темы параграфа:

• история компьютерной графики;• научная графика;• деловая графика; • конструкторская графика; • иллюстративная графика; • художественная и рекламная графика; • компьютерная анимация.

В наше время редко найдется школьник, который бы не играл в компьютерные игры или хотя бы не видел как в них играют другие. На экране дисплея, как на телеэкране, бегают человечки, летают самолеты, мчатся гоночные машины... Чего только нет! Причем качество цветного изображения на современном персональном компьютере бывает лучше, чем у телевизора.

Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой.

Как же получаются все эти «картинки» на экране ЭВМ? Вы уже хорошо знаете, что любую работу компьютер выполняет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию. Дисплей — это устройство вывода информации, хранящейся в памяти ЭВМ. Значит, и «картинки» на экране — это отображение информации, находящейся в компьютерной памяти.

История компьютерной графики

Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность — важнейшее условие для понимания.

Возникла идея поручить графическую обработку самой машине.

Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей (рис. 4.1).

360px-Informatika 8 99

С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу — графопостроители (другое название — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике произошла с появлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком же виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок, чертежных инструментов.

Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографии.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.

Научная графика

Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов (рис. 4.2).

360px-Informatika 8 100

Деловая графика

Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы (рис. 4.3).

360px-Informatika 8 101w

Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц), с которыми мы познакомимся немного позже.

Конструкторская графика

Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств (рис. 4.4).

Informatika 8 101.1z

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика

Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами. Подробнее о графических редакторах речь пойдет ниже.

Художественная и рекламная графика

Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.

Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» (рис. 4.5).

Informatika 8 102z

Для создания реалистических изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат.

Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации — все это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, от фактуры поверхности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация

Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опирающимися на математическое описание данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения (рис. 4.6).

360px-Informatika 8 103w

Коротко о главном

Компьютерная графика — область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Для создания графических изображений требуется специальное программное обеспечение — графические пакеты.

Основные области применения компьютерной графики: научная графика; деловая графика; конструкторская графика; иллюстративная графика; художественная и рекламная графика.

Компьютерная анимация — это получение движущихся изображений на дисплее.

Вопросы и задания

1. Что называют компьютерной графикой?2. Каким способом создавали рисунки на ЭВМ до появления аппаратных и программных средств компьютерной графики?3. На какие устройства производится вывод графических изображений?4. В чем преимущество графического дисплея перед другими устройствами графического вывода?5. Назовите основные области применения компьютерной графики,6. Что такое компьютерная анимация?

Демонстрация к лекции. Интерактивное средство для самостоятельной работы учащихся

Редактировалось Дата: Воскресенье, 22 Апрель 2018

www.fordus.org.ua

Графическая информация

      <<на страницу "Дистанционный курс «Технология работы с графическим редактором Photoshop»

 

      Раздел информатики, занимающийся проблемами создания обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой

     Машинная графика в настоящее время уже вполне сформировалась как наука. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений - от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Машинная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации. Знание её основ в наше время необходимо любому ученому или инженеру. Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Примене­ние во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, под­готовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутренних ­органов по данным компьютерных томографов. В наши дни телевидение и другие рекламные предприятия часто прибегают к услугам машинной графики и компьютерной мультипликации. Использование машинной графики в индустрии развлечений охватыва­ет такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

         Любую работу компьютер выпол­няет по определенным программам, которые обрабатывают определенную информацию. Дисплей — это устройство вы­вода информации, хранящейся в памяти ЭВМ. Значит, и «картинки» на экране — это отображение информации, на­ходящейся в компьютерной памяти.

История компьютерной графики

        Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бума­гу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конст­рукций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и по­нятными.

      Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) по­лучались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей. С помощью символьной печати программисты умудря­лись получать даже художественные изображения(рис. 1). В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

 

рис. 1

         Затем появились специальные устройства для графиче­ского вывода на бумагу — графопостроители (другое на­звание — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображе­ния: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

         Настоящая революция в компьютерной графике про­изошла с появлением графических дисплеев. На экране гра­фического дисплея стало возможным получать рисунки, чер­тежи в таком же виде, как на бумаге с помощью каранда­шей, красок, чертежных инструментов.

         Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Су­ществуют принтеры цветной печати, дающие качество ри­сунков на уровне фотографии.

Виды современной компьютерной графики

       Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программ­ное обеспечение, которое называют графическими програм­мами, или графическими пакетами.

Научная графика

         Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов науч­ных исследований, графическая обработка результатов рас­четов, проведение вычислительных экспериментов с нагляд­ным представлением их результатов (рис. 2).

Рис. 2

Деловая графика

      Эта область компьютерной графики предназначена для со­здания иллюстраций, часто используемых в работе различ­ных учреждений. Плановые показатели, отчетная докумен­тация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные ма­териалы (рис. 3).

Рис. 3. Графики, круговые и столбчатые диаграммы

     Программные средства деловой графики обычно включа­ются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).

Конструкторская графика

       Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной гра­фики является обязательным элементом систем автомати­зации проектирования (САПР). Графика в САПР исполь­зуется для подготовки технических чертежей проектируе­мых устройств (рис. 4).

                 

Рис. 4. Графика в САПР

      Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наибо­лее удачной компоновки деталей, прогнозировать последст­вия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плос­кие изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика

    Программные средства иллюстративной графики позволя­ют человеку использовать компьютер для произвольного ри­сования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, лине­ек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. По­этому они относятся к прикладному программному обеспече­нию общего назначения.

       Простейшие программные средства иллюстративной гра­фики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика

        Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая попу­лярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и мно­гое другое.

       Графические пакеты для этих целей требуют больших ре­сурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличи­тельной особенностью этого класса графических пакетов яв­ляется возможность создания реалистических (очень близ­ких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» (рис. 5).

Для создания реалистических изображений в графиче­ских пакетах этой категории используется сложный матема­тический аппарат.

 

Рис. 5 Художественная графика

       Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформа­ции — все это связано с геометрическими расчетами. Пере­дача освещенности объекта в зависимости от положения ис­точников света, от расположения теней, от фактуры поверх­ности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация

      Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ на­зывается компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

         В недавнем прошлом художники-мультипликаторы со­здавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной ани­мации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объ­екта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опира­ющимися на математическое описание данного типа движе­ния. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения (рис. 6).

                                                                                                                                          Рис. 6 Анимация

 

Фрактальная графика

Фрактальная графика – одна из быстроразвивающихся и перспективных видов компьютерной графики. Математическая основа  - фрактальная геометрия. Фрактал – структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является самоподобие. Фрактус – состоящий из фрагментов)

Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

 

 

                

Рис.7 Фрактальная фигура

         Фрактальная графика основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранятся и изображение строится исключительно по уравнениям.

         Растровая и векторная графика

       В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику подразделяют:

·         Растровая графика

·         Векторная графика

·         Трехмерная графика

·         Фрактальная графика

·         Символьная графика

     Рассмотрим растровую и векторную графиу.

     Растровая графика - метод графического представления объекта в виде множества точек.

    Растровое изображение - изображение, сформированное построчно из отдельных точек растра, имеющих различную степень яркости и разный цвет. Растровое изображение составляется из мельчайших   точек - пикселов. Пиксел - неделимая точка в графическом изображении; наименьший адресуемый элемент растрового изображения. Пиксел характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения.

      Растровое изображение подобно мозаике - когда приближаете (увеличиваете) его, то видите отдельные пиксели, а если удаляете (уменьшаете), пиксели сливаются.

 

       

      Компьютер хранит параметры каждой точки  изображения (её цвет, координаты). Причём  каждая точка представляется определенным количеством бит (в зависимости от глубины цвета). При открытии файла программа прорисовывает такую картину как мозаику – как последовательность точек массива. Глубина цвета - сколько битов отведено на хранение цвета  каждой точки:- в черно-белом - 1 бит - в полутоновом - 8 бит- в цветном - 24 (32) бита на каждую точку.

       Растровые файлы имеют сравнительно большой размер, т.к. компьютер хранит параметры всех точек изображения.

        Поэтому размер файла зависит от параметров точек и их количества:

–         от глубины цвета точек,

–        от размера изображения (в большем размере вмещается больше точек),

–        от разрешения изображения (при большем разрешении на единицу площади изображения приходится больше точек).

       Чтобы увеличить изображение, приходится увеличивать размер пикселей-квадратиков. В итоге изображение получается ступенчатым, зернистым.

      Для уменьшения изображения приходится несколько соседних точек преобразовывать в одну или выбрасывать лишние точки. В результате изображение искажается: его мелкие детали становятся неразборчивыми (или могут вообще исчезнуть), картинка теряет четкость.

 

 

                        

                                                   Исходное изображение                    Фрагмент увеличенного изображения

        Растровое изображение масштабируется с потерей качества.

Растровое изображение нельзя расчленить. Оно «литое», состоит из массива точек. Поэтому в программах для обработки растровой графики предусмотрен  ряд инструментов для выделения элементов «вручную».

 

                                       

                                           Оригинал                                               Увеличенный фрагмент

                                                                                                        для показа массива точек                              

          Близкими аналогами являются живопись, фотография

          Программы для работы с растровой графикой:

      Применение:

     для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов. 

Например,  для:

O  ретуширования, реставрирования фотографий;

O  создания и обработки фотомонтажа, коллажей;

O  применения к изображениям различных спецэффектов;

O  после сканирования изображения  получаются в растровом виде

Векторное изображение

         Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике – линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике. Линия – элементарный объект векторной графики. Как и любой объект, линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом, начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами. Узлы также имеют свойства, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Например, куб можно составить из шести связанных прямоугольников, каждый из которых, в свою очередь, образован четырьмя связанными линиями. Возможно, представить куб и как двенадцать связанных линий, образующих ребра.

         Компьютер хранит элементы изображения (линии, кривые, фигуры) в виде математических формул. При открытии файла программа прорисовывает элементы изображения по их математическим формулам (уравнениям).

Векторное изображение масштабируется без потери качества: масштабирование изображения происходит при помощи математических операций: параметры примитивов просто умножаются на коэффициент масштабирования.

 

Изображение может быть преобразовано в любой размер  (от логотипа на визитной карточке до стенда на улице) и при этом его качество не изменится.

 

Векторное изображение можно расчленить на отдельные элементы (линии или фигуры), и каждый  редактировать, трансформировать независимо. 

 

 

       Векторные файлы имеют сравнительно небольшой размер, т.к. компьютер запоминает только начальные и конечные координаты элементов изображения -этого достаточно для описания элементов в виде математических формул. Размер файла как правило не зависит от размера изображаемых объектов, но зависит от сложности изображения: количества объектов на одном рисунке (при большем их числе компьютер должен хранить больше формул для их построения), характера заливки - однотонной или градиентной) и пр. Понятие «разрешение» не применимо к векторным изображениям.

      Векторные изображения: более схематичны, менее реалистичны, чем растровые изображения, «не фотографичны».

     Близкими аналогами являются слайды мультфильмов, представление математических функций на графике.

      Программы для работы с векторной графикой:

     Применение:

O  для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений;

O  для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем;

O  для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов;

O  для моделирования объектов изображения;

O  для создания 3-х мерных изображений;

Сравнительная характеристика

 

Растровое

изображение

Векторное

изображение

Кодирование изображений:

составляется из мельчайших   точек пикселов) – цветных квадратиков одинакового размера.

состоит из контуров элементов (прямых, кривых линий, геометрических фигур), которые могут быть залиты цветом

Применение

для обработки изображений, требующей высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов.  Например,  для:

ретуширования, реставрирования фотографий;

создания и обработки фотомонтажа, коллажей;

применения к изображениям различных спецэффектов;

после сканирования изображения  получаются в растровом виде

для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и пр. символьных изображений;

для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем;

для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов;

для моделирования объектов изображения;

для создания 3-х мерных изображений;

Масштабирование

масштабируется с потерей качества

масштабируется без потери качества

Реалистичность

реалистичны, обладают высокой точностью передачи градаций цветов и полутонов

более схематичны, менее реалистичны

Программные продукты

 Paint

Microsoft Photo Editor

Adobe  Photo Shop

Fractal Design Painter

Micrografx Picture Publisher

Corel Draw

Adobe Illustrator

Fractal Design Expression

Macromedia Freehand

AutoCAD

RMRDraw

Аналоги

близкими аналогами являются живопись, фотография

близкими аналогами являются слайды мультфильмов, представление математических функций на графике

Форматы

BMP-Windows Bitmap

TIF-Tagged Image File Format

PCX- PC Paintbrush

PSD - Photoshop

PCT-Macintosh P1CT

GIF-CompuServe GIF

PCD-Kodak Photo CD

TGA-True Vision Targa

DIB-Windows DIB

PMG-Portable Network Graphics

JPEG - JPEG

VMF- Windows Metafile EMF  - Windows Enhanced Metafile

CGM - Computer Graphics Metafile

EPS  - Encapsulated PostScript

DRW - Micrografx Desiner/Draw

DXF  - AutoCadformat 2-OT

CDR  - CorelDraw

WPG - DrawPerfect

PIC    - Lotus 1-2-3 Graphics

HGL  - HP Graphics Language

 

Тест "Графическая информация"

Использованные источники:

1.Семакин.И, Залогова Л., Русаков С., Шестакова Л. Информатика. Базовый курс 8 класс. Москва: Бином, 2007г.

2.Залогова Л.А. Компьютерная графика. Учебное пособие. Москва: Бином, 2006г

3.http://informatikaiikt.narod.ru/obrabotkagraf1.html Основы информатики

4.http://informatika.na.by/files/razrabotkiurokovimeropriiatii/prezentacii.html Информатика для учителя, ученика и родителей.

5.http://globex-kyiv.uaprom.net/p142-sapr-catia.html

photoshopdk.narod.ru


Смотрите также