1 вопрос:!1) Основные
понятия компьютерной график
Основные понятия компьютерной
графики
Основные понятия компьютерной
графики В компьютерной графике с понятием
разрешения обычно происходит больше
всего путаницы, поскольку приходится
иметь дело сразу с несколькими свойствами
разных объектов. Следует четко различать:
разрешение экрана, разрешение печатающего
устройства и разрешение изображения.
Все эти понятия относятся к разным объектам.
Друг с другом эти виды разрешения никак
не связаны пока не потребуется узнать,
какой физический размер будет иметь картинка
на экране монитора, отпечаток на бумаге
или файл на жестком диске. Разрешение
экрана - это свойство компьютерной системы
(зависит от монитора и видеокарты) и операционной
системы (зависит от настроек Windows). Разрешение
экрана измеряется в пикселах (точках)
и определяет размер изображения, которое
может поместиться на экране целиком.
Разрешение принтера - это свойство принтера,
выражающее количество отдельных точек,
которые могут быть напечатаны на участке
единичной длины. Оно измеряется в единицах
dpi (точки на дюйм) и определяет размер
изображения при заданном качестве или,
наоборот, качество изображения при заданном
размере. Разрешение изображения - это
свойство самого изображения. Оно тоже
измеряется в точках на дюйм - dpi и задается
при создании изображения в графическом
редакторе или с помощью сканера. Так,
для просмотра изображения на экране достаточно,
чтобы оно имело разрешение 72 dpi, а для
печати на принтере - не меньше как 300 dpi.
Значение разрешения изображения хранится
в файле изображения. Физический размер
изображения определяет размер рисунка
по вертикали (высота) и горизонтали (ширина)
может измеряться как в пикселях, так и
в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах,
дюймах). Он задается при создании изображения
и хранится вместе с файлом. Если изображение
готовят для демонстрации на экране, то
его ширину и высоту задают в пикселях,
чтобы знать, какую часть экрана оно занимает.
Если изображение готовят для печати,
то его размер задают в единицах длины,
чтобы знать, какую часть листа бумаги
оно займет. Физический размер и разрешение
изображения неразрывно связаны друг
с другом. При изменении разрешения автоматически
меняется физический размер. При работе
с цветом используются понятия: глубина
цвета (его еще называют цветовое разрешение)
и цветовая модель. Для кодирования цвета
пиксела изображения может быть выделено
разное количество бит. От этого зависит
то, сколько цветов на экране может отображаться
одновременно. Чем больше длина двоичного
кода цвета, тем больше цветов можно использовать
в рисунке. Глубина цвета - это количество
бит, которое используют для кодирования
цвета одного пиксела. Для кодирования
двухцветного (черно-белого) изображения
достаточно выделить по одному биту на
представление цвета каждого пиксела.
Выделение одного байта позволяет закодировать
256 различных цветовых оттенков. Два байта
(16 битов) позволяют определить 65536 различных
цветов. Этот режим называется High Color. Если
для кодирования цвета используются три
байта (24 бита), возможно одновременное
отображение 16,5 млн цветов. Этот режим
называется True Color. От глубины цвета зависит
размер файла, в котором сохранено изображение.
Цвета в природе редко являются простыми.
Большинство цветовых оттенков образуется
смешением основных цветов. Способ разделения
цветового оттенка на составляющие компоненты
называется цветовой моделью. Существует
много различных типов цветовых моделей,
но в компьютерной графике, как правило,
применяется не более трех. Эти модели
известны под названиями: RGB, CMYK, НSB. Цветовая
модель RGB Наиболее проста для понимания
и очевидна модель RGB. В этой модели работают
мониторы и бытовые телевизоры. Любой
цвет считается состоящим из трех основных
компонентов: красного (Red), зеленого (Green)
и синего (Blue). Эти цвета называются основными.
Считается также, что при наложении одного
компонента на другой яркость суммарного
цвета увеличивается. Совмещение трех
компонентов дает нейтральный цвет (серый),
который при большой яркости стремится
к белому цвету. Это соответствует тому,
что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому
данную модель применяют всегда, когда
готовится изображение, предназначенное
для воспроизведения на экране. Если изображение
проходит компьютерную обработку в графическом
редакторе, то его тоже следует представить
в этой модели. Метод получения нового
оттенка суммированием яркостей составляющих
компонентов называют аддитивным методом.
Он применяется всюду, где цветное изображение
рассматривается в проходящем свете («на
просвет»): в мониторах, слайд-проекторах
и т.п. Нетрудно догадаться, что чем меньше
яркость, тем темнее оттенок. Поэтому в
аддитивной модели центральная точка,
имеющая нулевые значения компонентов
(0,0,0), имеет черный цвет (отсутствие свечения
экрана монитора). Белому цвету соответствуют
максимальные значения составляющих (255,
255, 255). Модель RGB является аддитивной, а
ее компоненты: красный (255,0,0), зеленый
(0,255,0) и синий (0,0,255) - называют основными
цветами. Цветовая модель CMYK Эту модель
используют для подготовки не экранных,
а печатных изображений. Они отличаются
тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном
свете. Чем больше краски положено на бумагу,
тем больше света она поглощает и меньше
отражает. Совмещение трех основных красок
поглощает почти весь падающий свет, и
со стороны изображение выглядит почти
черным. В отличие от модели RGB увеличение
количества краски приводит не к увеличению
визуальной яркости, а наоборот, к ее уменьшению.
Поэтому для подготовки печатных изображений
используется не аддитивная (суммирующая)
модель, а субтрактивная (вычитающая) модель.
Цветовыми компонентами этой модели являются
не основные цвета, а те, которые получаются
в результате вычитания основных цветов
из белого: голубой (Cyan) = Белый - красный
= зелёный + синий (0,255,255) пурпурный (сиреневый)
(Magenta) = Белый - зелёный = красный + синий
(255,0,255) жёлтый (Yellow) = Белый - синий = красный
+ зелёный (255,255,0) Эти три цвета называются
дополнительными, потому что они дополняют
основные цвета до белого. Существенную
трудность в полиграфии представляет
черный цвет. Теоретически его можно получить
совмещением трех основных или дополнительных
красок, но на практике результат оказывается
негодным. Поэтому в цветовую модель CMYK
добавлен четвертый компонент - черный.
Ему эта система обязана буквой К в названии
(blacK). В типографиях цветные изображения
печатают в несколько приемов. Накладывая
на бумагу по очереди голубой, пурпурный,
желтый и черный отпечатки, получают полноцветную
иллюстрацию. Поэтому готовое изображение,
полученное на компьютере, перед печатью
разделяют на четыре составляющих одноцветных
изображения. Этот процесс называется
цветоделением. Современные графические
редакторы имеют средства для выполнения
этой операции. В отличие от модели RGB,
центральная точка имеет белый цвет (отсутствие
красителей на белой бумаге). К трем цветовым
координатам добавлена четвертая - интенсивность
черной краски. Ось черного цвета выглядит
обособленной, но в этом есть смысл: при
сложении цветных составляющих с черным
цветом все равно получится черный цвет.
Сложение цветов в модели CMYK каждый может
проверить, взяв в руки голубой, серневый
и желтый карандаши или фломастеры. Смесь
голубого и желтого на бумаге дает зеленый
цвет, сиреневого с желтым - красный и т.д.
При смешении всех трех цветов получается
неопределенный темный цвет. Поэтому в
этой модели черный цвет и понадобился
дополнительно. Цветовая модель НSB Некоторые
графические редакторы позволяют работать
с цветовой моделью HSB. Если модель RGB наиболее
удобна для компьютера, а модель CMYK - для
типографий, то модель HSB наиболее удобна
для чело века. Она проста и интуитивно
понятна. В модели HSB тоже три компонента:
оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета
(Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя
эти три компонента, можно получить столь
же много произвольных цветов, как и при
работе с другими моделями. Оттенок цвета
указывает номер цвета в спектральной
палитре. Насыщенность цвета характеризует
его интенсивность - чем она выше, тем "чище"
цвет. Яркость цвета зависит от добавления
чёрного цвета к данному - чем её больше,
тем яркость цвета меньше. Цветовая модель
HSB удобна для применения в тех графических
редакторах, которые ориентированы не
на обработку готовых изображений, а на
их создание своими руками. Существуют
такие программы, которые позволяют имитировать
различные инструменты художника (кисти,
перья, фломастеры, карандаши), материалы
красок (акварель, гуашь, масло, тушь, уголь,
пастель) и материалы полотна (холст, картон,
рисовая бумага и пр.). Создавая собственное
художественное произведение, удобно
работать в модели HSB, а по окончании работы
его можно преобразовать в модель RGB или
CMYK, в зависимости от того, будет ли оно
использоваться как экранная или печатная
иллюстрация. Значение цвета выбирается
как вектор, выходящий из центра окружности.
Точка в центре соответствует белому (нейтральному)
цвету, а точки по периметру - чистым цветам.
Направление вектора определяет цветовой
оттенок и задается в модели HSB в угловых
градусах. Длина вектора определяет насыщенность
цвета. Яркость цвета задают на отдельной
оси, нулевая точка которой имеет черный
цвет.
Источник: http://reftrend.ru/720078.html
Основные понятия
компьютерной графики
Разрешение изображения
и его размер
В компьютерной графике больше
всего путаницы происходит при использовании
понятия разрешения. Это связано с тем,
что приходится иметь дело сразу с несколькими
свойствами разных объектов, которые между
собой никак не связаны.
Разрешение экрана -- свойство
компьютерной системы и операционной
системы (зависит от возможностей видеокарты
и монитора, от настроек операционной
системы). Разрешение экрана измеряется
в пикселах и определяет размер изображения,
которое может поместиться на экране.
Разрешение изображения -- свойство
самого изображения. Измеряется в точках
на дюйм (dpi) и задается при создании изображения.
Значение разрешения изображения хранится
в файле изображения. Оно непосредственно
связано с физическим размером изображения,
которое может измерятся как в пикселах,
так и в единицах измерения длины. Физический
размер размер изображения задается при
создании изображения и также хранится
вместе с файлом.
Разрешение принтера -- свойство
принтера, указывающее на количество точек,
которое будет напечатано на квадратном
участке единичной длины. Разрешение принтера
определяет размер изображения при заданном
качестве или, наоборот, качество изображения
при заданном размере.
Если изображение готовят для
демонстрации на экране, то его размеры
задают в пикселах, чтобы знать какую часть
экрана оно будет занимать. Если же изображение
готовится для печати на принтере, его
размеры удобнее задавать непосредственно
в единицах длины, чтобы знать, какую часть
листа бумаги оно займет.
Связь между размером
изображения (в пикселах) и размером его
отпечатка (в мм) при разных разрешениях
отпечатка.
Размер иллюстрации. |
75 dpi. |
150 dpi. |
300 dpi. |
600 dpi. |
212×163 |
108×81 |
55×40 |
28×20 |
|
800×600 |
271×203 |
136×102 |
68×51 |
34×26 |
1024×768 |
344×260 |
173×130 |
88×66 |
44×33 |
1152×864 |
390×293 |
195×146 |
98×73 |
49×37 |
1600×1200 |
542×406 |
271×203 |
136×102 |
68×51 |
Цветовое разрешение
и цветовые модели
При работе с цветом используются
понятия цветовое разрешение и цветовая
модель. Цветовое разрешение определяет
метод кодирования цветовой информации,
и от него зависит сколько цветов одновременно
может отображаться на экране. Для кодирования
двухцветного изображения достаточно
выделить всего по одному биту на кодирование
цвета каждого пиксела. Использование
для тех же целей одного байта, позволяет
закодировать 256 различных оттенков. Два
байта (16 битов) позволяют определить 65536
цветовых оттенков. Этот режим называется
High Color. Если же используются три байта
(24 бита), возможно одновременное отображение
16,5 млн цветов(!). Этот режим называется
True Color.
Большинство цветовых оттенков
образуется смешением основных цветов.
Значит любой оттенок можно разделить
на составляющие его основные цвета. В
компьютерной графике применяется несколько
таких способов разделения, которые и
называются цветовыми моделями.
Цветовая модель
RGB
|
|
Модель RGB -- наиболее распространенная
и простая для понимания цветовая модель.
В этой модели работают мониторы и телевизоры.
Суть этой модели заключается в том, что
любой цвет считается состоящим из трех
основных цветов: красного (Red), зеленого
(Green) и синего (Blue) - и что при наложении
одного компонента на другой яркость суммарного
цвета увеличивается. При совмещении всех
трех основных цветов получается серый
цвет, который при большей яркости стремится
к белому. Чтобы лучше понять суть этой
модели, достаточно представить три прожектора,
один из которых -- красный, другой -- зеленый,
третий --синий, направленных в одну область.
То место, где три луча совпадают, будет
больше всего освещено, цвета прожекторов
уже не будут различаться, это место будет
казаться белым. |
Такой метод получения нового
оттенка, при котором суммируются яркости
составляющих компонентов, называется
аддитивным методом. Он применяется везде,
где изображение просматривается в проходящем
свете: в слайд-проекторах, мониторах,
телевизорах и т. д. Модель RGB называется
аддитивной, а ее компоненты: красный,
зеленый и синий -- основными цветами.
Цветовая модель
CMYK
Эта модель используется для
подготовки не экранных, а печатных изображений.
Они отличаются тем, что их видят не в проходящем,
а в отраженном свете. Чем больше краски
находится на бумаге, тем больше света
она поглощает и меньше отражает. В отличие
от модели RGB увеличение количества краски
приводит не к увеличению визуальной яркости,
а наоборот к ее уменьшению. Поэтому модель
CMYK называют не аддитивной (суммирующей),
а субтрактивной (вычитающей) моделью.
Цветовыми компонентами этой модели являются
не основные цвета, а цвета, которые получаются
в результате вычитания основных цветов
из белого: |
|
ГОЛУБОЙ(Cyan)=БЕЛЫЙ-КРАСНЫЙ=ЗЕЛЕНЫЙ+СИНИЙ
ПУРПУРНЫЙ(Magenta)=БЕЛЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ=КРАСНЫЙ+СИНИЙ
ЖЕЛТЫЙ(Yellow)=БЕЛЫЙ-СИНИЙ=КРАСНЫЙ+ЗЕЛЕНЫЙ
Эти три цвета являются дополнительными,
потому что они дополняют основные цвета
до белого.
Существенную трудность в полиграфии
представляет получение черного цвета.
Теоретически его можно получить совмещением
трех дополнительных или основных красок,
но на практике результат оказывается
негодным. Поэтому в цветовую модель CMYK
добавлен еще один цвет -- черный. Ему эта
модель обязана буквой К в названии (Cyan Magenta Yellow blacK).
В типографиях цветные изображения
печатают в несколько приемов. Накладывая
на бумагу по очереди голубой, пурпурный,
желтый и черный отпечатки, получают полноцветные
иллюстрации. Поэтому готовое изображение
перед печатью разделяют на четыре одноцветных
изображения. Этот процесс называется
цветоделением. Современные графические
редакторы могут выполнить не только эту
операцию, но и другие, связанные с преобразованием
изображения из одной цветовой модели
в другую или с разделением изображения
на основные цвета.
Цветовая модель
HSB
|
|
Многие современные графические
редакторы позволяют работать с цветовой
моделью HSB. Это самая интуитивно понятная
и удобная для человека цветовая модель.
Модель HSB ориентирована не на обработку
готовых изображений, а на их создание
своими руками. В модели HSB тоже три компонента:
оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета
(Saturation) и яркость цвета (Brightness). Комбинируя
эти три компонента, можно получить не
меньшее количество произвольных цветов,
чем в других цветовых моделях. |
Значение цвета выбирается
как вектор, выходящий из центра
окружности (A). Точка в центре соответствует белому
цвету, а точки по периметру -- чистым цветам
(B).
Направление вектора определяет цветовой
оттенок и задается в угловых градусах.
Длина вектора определяет насыщенность
цвета. Яркость цвета задается на отдельной
оси, нулевая точка которой имеет черный
цвет (C). |
|
Цветовые палитры
Цветовая палитра -- это таблица
данных, в которой хранится информация
о том, каким кодом закодирован тот или
иной цвет. Эта таблица создается и хранится
вместе с графическим файлом. Самый удобный
для компьютера способ кодирования -- 24-разрядный.
В этом режиме на кодирование каждой цветовой
составляющей (красной, зеленой и синей)
отводится по одному байту. Яркость составляющей
выражается числом от 0 до 256, и любой цвет
из 16,5 млн компьютер может воспроизвести
по трем кодам. В этом случае цветовая
палитра не нужна, т.к. трех байт достаточно
для кодирования цвета пиксела.
Намного сложнее дело обстоит,
когда изображение имеет только 256 цветов,
кодируемых одним байтом. В этом случае
каждый цветовой оттенок представлен
одним числом, которое обозначает не цвет
пиксела, а номер (индекс) цвета в цветовой
палитре, приложенной к файлу. Такие цветовые
палитры называют еще индексными палитрами.
Разные изображения имеют разные индексные
палитры. Например, индекс цвета одной
таблицы может означать совсем другой
цвет в другой таблице.
Когда цвет закодирован двумя
байтами (High Color), на экране может быть представлено
65000 цветов. В таком изображении каждый
двухбайтный код тоже обозначает какой-то
цвет из общего спектра. Но в данном случае
нельзя приложить таблицу цветов к файлу,
т.к. тогда размер файла сильно увеличивался.
В этом случае используют фиксированную
палитру. Ее не надо прикладывать к файлу,
поскольку в любом графическом файле,
имеющем 16-разрядное кодирование цвета,
один и тот же код выражает всегда один
и тот же цвет.
В Web-графике используется термин
безопасная палитра. Дело в том, что создатель
Web-страницы не имеет ни малейшего представления
о том, на каком компьютере, с какими графическими
установками системы будет просматриваться
его творение. В связи с этим принято следующее
решение. Все популярные программы для
просмотра Web-страниц (browser'ы) заранее настроены
на определенную фиксированную палитру.
Если разработчик использовал только
цвета этой палитры, то он может быть уверен
что пользователи мира увидят его рисунок
правильно. Такая фиксированная палитра,
жестко определяющяя индексы для кодирования
216 цветов, называется безопасной палитрой.
2 вопрос: ! 3)История развития
компьютерной графики Компьютерная графика. История
появления и области её применения
Компьютерной графикой в последнее
время занимаются многие, что обусловлено
высокими темпами развития вычислительной
техники. Более 90% информации здоровый
человек получает через зрение или ассоциирует
с геометрическими пространственными
представлениями. Компьютерная графика
имеет огромный потенциал для облегчения
процесса познания и творчества, она позволяет
развивать у учащихся пространственное
воображение, практическое понимание,
художественный вкус. Задумаемся, что
именно называют компьютерной графикой?
Понятие "компьютерная графика"
очень часто трактуется по-разному. Из
одних источников компьютерная графика
- это область информатики, занимающаяся
проблемами получения различных изображений
(рисунков, чертежей, мультипликации) на
компьютере [1].
Из других - компьютерная графика
- это новая отрасль знаний, которая, с
одной стороны, представляет комплекс
аппаратных и программных средств, используемых
для формирования, преобразования и выдачи
информации в визуальной форме на средства
отображения ЭВМ.