Реферат: Основные понятия компьютерной графики. Реферат виды компьютерной графики

Реферат - Виды компьютерной графики и графических файлов

Виды компьютерной графики и графических файлов

Цифровые изображения, применяющиеся в издательской деятельности, подразделяются на две категории: растровые и векторные.

Они существенно отличаются по способу формирования графической информации.

Как следствие, программы создания и редактирования изображения совершенно различны.

Векторные изображения состоят из контуров. Для описания контуров в программах редактирования векторной графики применяют так называемые кривые Безье — параметрические кривые третьего порядка.

Контуры состоят из одного или нескольких смежных сегментов, ограниченных узлами.

Контур — это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из контуров. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например квадрат можно рассматривать, как четыре связанные линии.

Объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров, но на экран изображение выводится в виде точек (так устроен монитор), поэтому перед выводом на экран программа производит вычисление экранных точек объекта.

Чем большее количество контуров содержится в изображении, тем оно выглядит более живым и детализированным.

Однако, с другой стороны, чем больше контуров, тем больше вычислений необходимо произвести для построения изображения, т.к. после каждого внесенного изменения все изображение полностью пересчитывается.

Векторные изображения не в состоянии обеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но они компактны и допускают свободное масштабирование совершенно без потери качества.

Преимуществом векторных изображений является также их легкое редактирование.

Способ представления растровых изображений совершенно отличен от векторных. Растровые изображения состоят из прямоугольных точек, называемых растром. Такое представление изображений существует не только в цифровом виде.

При пристальном взгляде на монитор или экран телевизора можно разглядеть маленькие точки люминофора — пиксели, из которых состоит экранное изображение.

В цифровом изображении каждая точка растра (пиксель) представлена единственным параметром — цветом. Именно это имеется в виду, когда рассматривается понятие «значение пикселя».

Растровые изображения обеспечивают максимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждый мельчайший фрагмент оригинала.

Такие изображения сохраняются в файлах гораздо большего объема, чем векторные, поскольку в них запоминается информация о каждом пикселе изображения.

Т.о., размер растровых изображений зависит от их качества. Как следствие того, что они состоят из пикселей фиксированного размера, свободное масштабирование без потери качества невозможно.

Глубина цвета — это величина, определяющая количество бит, необходимых для запоминания одного пикселя (выражается в степенях числа 2, описывает максимальное число цветов или градаций серого в изображении).

В черно-белом изображении на запоминание одного пикселя требуется 1 бит (20)

Полутоновое изображение может содержать 256 оттенков и каждый пиксель кодируется 1байтом. 28 = 8 бит = 1 байт.

Цветное изображение в модели RGB кодируется 3 байтами.8х3=24 разрядная кодировка (224). В этом режиме может быть передано до 16 777 216 цветов.

Число существующих цветов, вообще говоря, безгранично. Некоторые устройства, к которым можно отнести и человеческие глаза, способны воспринимать цвета.

Другие устройства способны воспроизводить цвета. Однако делают они это по-разному. Человеческий глаз не способен воспринять цвета ультрафиолетового и инфракрасного диапазона, однако то, что он воспринимает, все равно гораздо больше, чем может передать экран монитора, офсетная печать или фотоснимок.

Их цветовой охват — диапазон цветов, которые могут быть воспроизведены, зафиксированы или описаны каким-либо образом, — меньше, чем цветовой охват человеческого глаза.

/>

Из-за разницы в цветовых охватах различных устройств для передачи и получения изображений создано несколько цветовых моделей. Многообразие было предусмотрено вследствие того, что ни одна из цветовых моделей не является идеальной.

На экране монитора нельзя точно передать чистый голубой и чистый желтый цвета, а при печати совсем не передаются цвета, составляющие которых имеют очень низкую плотность.

Существующие цветовые модели используются для взаимосвязи между устройствами с различными цветовыми охватами.

Модель RGB

RGB — сокращение английских слов Красный (Red), Зеленый (Green), Синий (Blue). Эта модель предназначена для описания излучаемых цветов. Базовые компоненты модели основаны на трех лучах — красном, синем и зеленом, т.к. человеческое восприятие цвета основано именно на них.

/>/>

Вся остальная палитра создается путем смешения трех основных цветов в различных соотношениях.

Следует отметить, что при сложении двух основных цветов полученный цвет будет светлее, чем базовые составляющие. С другой стороны, белый цвет и оттенки серого создаются путем смешения трех базовых цветов в равной степени, но с различной насыщенностью. Изображения на экране монитора, а также получаемые методом сканирования кодируются в модели RGB.

Цветовое пространство модели иногда представляют в виде цветового куба.

По осям откладываются значения цветовых каналов, каждый из которых может принимать значения от нуля (свет отсутствует) до 255 (наибольшая яркость света). Внутри куба содержатся все цвета модели.

В точке начала отсчета координатных осей все значения каналов равны нулю (черный цвет), а в противоположной точке максимальные значения каналов при смешении образуют белый цвет.

Если две эти точки соединить отрезком, то на этом отрезке будет располагаться шкала оттенков от черного к белому — серая шкала.

Три вершины куба дают три чистых исходных цвета. В свою очередь, каждая из трех других вершин между ними дает чистый, смешанный из двух основных, цвет. Каждый цветовой канал и серая шкала имеют 256 градаций.

Модель CMY предназначена для описания отраженных цветов.

Цвета этой модели основаны на вычитании части спектра падающего света (белого). При смешении двух основных цветов результат окажется темнее любого из исходных, поскольку каждый из цветов поглощает свою часть спектра.

Каналы CMY представляют собой остаток вычитания основных RGB-компонентов из белого цвета (как известно, белый цвет состоит из полного спектра цветов).

При этом остаются следующие цвета: Cyan — голубой (белый цвет минус красный), Magenta — пурпурный (белый минус зеленый), Yellow — желтый (белый минус синий).

Т.к. черный цвет получить методом смешения трех основных цветов не удастся, то в качестве усовершенствования этой модели появилась модель CMYK, в модель CMY был добавлен новый компонент — черный цвет. В цветовой модели CMYK — это и есть буква К (BlacK). Таким образом, CMYK — четырехканальная цветовая модель.

Модель CMYK предназначена для описания печатных изображений. Ее цветовой охват значительно ниже, чем у RGB, так как модель CMYK описывает отраженные цвета, интенсивность которых всегда меньше, чем у излучающих.

Смешение всех компонентов при максимальных значениях дает черный цвет. С другой стороны, при полном отсутствии краски и, соответственно, нулевых значениях основных компонентов получится белый цвет. Применительно к CMYK белый цвет следует воспринимать как белую бумагу. При смешивании основных компонентов с равными значениями получаются оттенки серого цвета и образуется серая шкала.

Эта цветовая модель имеет несколько особенностей, из-за которых переход в нее может создать некоторые проблемы. Дело в том, что цветовой охват CMYK недостаточно велик и перевод в эту модель из модели RGB может привести к некоторым искажениям цветопередачи. Часть цветов из охвата модели RGB не может быть передана на бумаге, вследствие чего не входит в охват модели CMYK. Эта модель имеет проблемы с передачей ярко-голубых, синих, зеленых и оранжевых цветов. При конвертировании эти цвета приводятся к наиболее близким к ним в модели CMYK.

Цветовая модель Lab, являющаяся аппаратно-независимой моделью, основана на человеческом восприятии цвета. При одинаковой интенсивности глаз человека воспринимает зеленый цвет лучей наиболее ярким, несколько менее ярким — красный цвет и еще более темным — синий.

Необходимо иметь в виду, что яркость является характеристикой восприятия, а не самого цвета.

Любой цвет в модели Lab определяется яркостью (Ligthness) и двумя хроматическими компонентами — параметром а, изменяющимся в пределах от зеленого до красного, и параметром в, изменяющимся от синего до желтого. Яркость в модели Lab полностью отделена от цвета, что делает модель удобной для регулировки контраста, резкости и других тоновых характеристик изображения.

Цветовая модель HSB. В основе модели лежит восприятие цветов глазом человека.

Hue – характеризуется величиной угла (положением цвета на цветовом круге). Т.е. это сам цвет.

Saturation – насыщенность (% белого в цвете)

Brightness – яркость или освещенность (% черного вцвете)

Модель HSB используется при регулировке цветов изображения.

Форматы файлов представляют различные способы сохранения изображения на диске.

Некоторые форматы обеспечивают уникальные схемы сжатия изображения, другие дают возможность PS обмениваться изображениями с различными прикладными программами, выполняемыми как в Windows, так и на других платформах.

Собственный формат — PSD (PhotoShop Document) — это расширение стандартного формата представления данных в PS (он же формат по умолчанию). PSD это единственный формат, поддерживающий все элементы и объекты изображений, созданных в PS. Единственное, что не сохраняется в этом формате, — это сведения палитры History.

По умолчанию в этом формате используется сжатие данных без потерь. Это лучший формат изображений, находящихся в процессе разработки или нуждающихся в редактировании. Другими словами, все рабочие версии необходимо сохранять именно в этом формате.

Недостаток — данный формат поддерживают относительно мало приложений, он также не подходит для использования в программах макетирования страниц, для сохранения изображения в Web, для печати.

TIFF (Tagged Image File Format) — создан специально для хранения сканированных изображений. TIFF использует алгоритм сжатия без потерь. Это универсальный формат. TIFF является основным форматом для хранения сканированных изображений и размещения их в программах иллюстрирования и издательских системах.

GIF (Graphics Interchange Format — Формат графического обмена) чаще всего используется для передачи графической информации через Internet (в виде вложений, на Web страницах, в почтовых сообщениях). Формат GIF оптимально настроен на сохранение изображений, состоящих из ограниченного количества цветов, и полутоновых рисунков. Качество теряется не при сжатии, а во время преобразованию изображения из цветового режима RGB в Index Color. Поскольку палитра RGB насчитывает около 16,7 млн. цветов, Index Color только 256 (макс. количество цветов, поддерживаемых GIF). Многоцветные изображения лучше сохранять в формате JPEG.

JPEG (Join Photographic Expert Group). — используется для значительного уменьшения размера файла. JPEG сжимает изображение с потерей качества (данных). Причем, потеря качества наблюдается при каждом сохранении изображения в этом формате, вне зависимости от их количества. В процессе сохранения в формате JPEG часть данных определенным образом интерполируется. В процессе интерполяции часть пикселей окрашивается в другие цвета.

Качество сжатия определяется визуально. По этому в основу интерполяции положена чувствительность восприятия человеческим глазом отдельных цветов. При сжатии в формате JPEG с изображения удаляются цвета, слабо воспринимаемые человеческим глазом. Качество лучше, чем у изображений GIF.

BMP (Bitmap) — собственный формат программы MS Paint, ориентированный на применение в os Windows. Используется для создания изображений в файлах справочной системы или для рабочего стола Windows. Чтобы сэкономить память, необходимо уменьшить количество цветов до 256 (Index Color).

PDF (Portable Document Format — Переносимый формат документов) является разновидностью языка PostScript, позволяющей просматривать на экране электронные документы. Универсальность формата состоит в том, что созданные в различных программах публикации можно сохранять в этом формате и просматривать на различных компьютерах с помощью программы Acrobat Reader.

EPS (Encapsulated PostScript) — представляет собой упрощенный вариант PostScript. Используется в PS, как формат обмена файлами между приложениями.

www.ronl.ru

Реферат – Виды компьютерной графики

Заключение

Различают четыре вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика, трёхмерная и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.Трёхмерная графика (3D-графика) изучает приёмы и методы создания объёмных моделей объектов, которые максимально соответствуют реальным. Способность фрактальной графики моделировать образы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены для создания иллюстраций на основе простейших геометрических элементов. Растровую графику применяют при разработке мультимедийных проектов. Следует четко различать: разрешение экрана, разрешение печатающего устройства и разрешение изображения. Для кодирования цвета пиксела изображения может быть выделено разное количество бит. От этого зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Цветовую модель CMYK используют для подготовки не экранных, а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном свете. Для того, чтобы успешно справиться с обработкой графической информации на компьютере, используя мышь, создано множество специальных программ.

Список литературы

1. Кнабе, Г.А. Энциклопедия дизайнера печатной продукции. Профессиональная работа / Г.А. Кнабе. — К.: Диалектика, 2005. — 736 с. 2. Никулин, Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики / Е.А, Никулин. — СПб: БХВ-Петербург, 2006. — 560 с. 3. Петрович, С.А., Кущенко, С.В. Основы компьютерной графики / С.А. Петрович, С.В. Кущенко. — М.: Диалектика, 2006. — 544 с.4. Херн, Д., Бейкер, М.П. Компьютерная графика и стандарт OpenGL / Д. Херн, М.П. Бейкер. — М.: Вильямс, 2005. — 1168 с. 5. Энджел, Э. Интерактивная компьютерная графика / Э. Энджел. — М.: Вильямс, 2011. — 592 с.

refbox.org

Реферат - Основные понятия компьютерной графики

План

Введение

1. Пиксели, разрешение, размер изображения

2. Типы изображений

3. Форматы файлов

4. Цвет и его модели

Заключение

Список литературы

Введение

Компьютерная графика имеет дело с изображениями. Ее основное назначение визуализация построение изображения графического объекта по его описанию (прикладной модели). Другими видами обработки графической информации являются преобразование изображений и распознавание изображений.

В зависимости от области применения к визуализации предъявляются различные требования: скорость построения, качество изображения, реалистичность, эстетические характеристики, достоверность и другие, которые должны учитываться графической программой[1] .

Изображение строится на основе прикладной модели, являющейся внутренним (программным) представлением графического объекта, задаваемого в пространстве той или иной размерности. Для его лучшего рассмотрения производятся видовые преобразования объекта, позволяющие смотреть на него с требуемой точки зрения.

Обычно объект задается в трехмерном пространстве, а его изображение двумерно. Для перехода от трехмерного пространства к двумерному изображению используются проекции. Экранные изображения, как правило, являются проекциями объектов.

Компьютерная графика существует уже длительное время, за которое было создано большое число разнообразных графических программ.

Цель реферата – рассмотреть основные понятия компьютерной графики.

1. Пиксели, разрешение, размер изображения

Изображение на экране состоит из маленьких ячеек. Каждая из них может иметь определенный цвет. Такая ячейка получила название пикселя (pixel). Совокупность пикселов составляет матрицу и образует изображение на экране. В зависимости от модели монитора параметры матрицы в пикселях могут изменяться: 640х480, 800х600, 1024х768, 1600х1200…

Величина матрицы не влияет на физический размер экрана и не зависит от него. Чем больше матрица на одном и том же экране, тем размер ячейки меньше, а, стало быть, качество изображения лучше.

Следует четко различать:

· разрешение экрана

· разрешение печатающего устройства

· разрешение изображения[2] .

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 пикселях 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 и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения — его физическим размером.

Физический размер изображения 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.

2. Типы изображений

Изображение характеризуется максимальным числом цветов, которые могут быть в нем использованы, то есть иметь различную глубину цвета. Существуют типы изображений с различной глубиной цвета — черно-белые штриховые, в оттенках серого, с индексированным цветом, полноцветные. Некоторые типы изображений имеют одинаковую глубину цвета, но различаются по цветовой модели. Тип изображения определяется при создании документа[3] .

Черно-белые штриховые изображения

На каждый пиксел такого изображения отводится один бит информации. Одним битом кодируются два состояния, в данном случае это два цвета: черный и белый. Этот тип изображения называется Bitmap (Битовый). Глубина цвета такого изображения — один бит.

Конвертирование тонального изображения в штриховое — процесс творческий, связанный с содержанием, смыслом и красотой изображения. Это дело художника, поручать его компьютеру бесполезно. Хотя и такая работа частично автоматизирована.

Полутоновые изображения

Пиксель полутонового изображения (grayscale) кодируется 8 битами (8 бит составляют 1 байт). Глубина цвета изображения данного типа составляет, таким образом, восемь бит, а каждый его пиксель может принимать 256 различных значений. Значения, принимаемые пикселями, называются серой шкалой. Серая шкала имеет 256 градаций серого цвета, каждая из которых характеризуется значением яркости в диапазоне от 0 (черный) до 255 (белый). Этого вполне достаточно, чтобы правильно отобразить черно-белое полутоновое изображение, например, черно-белую фотографию.

В Photoshop 4.0 появилась поддержка изображений с 16-битными каналами, позволяющими увеличить количество передаваемых цветов или оттенков серого. Так, в режиме с 16-битными каналами полутоновое изображение может содержать не 256, а 65 536 оттенков серого. С другой стороны, размер файла с 16-битными каналами в два раза больше, чем с традиционными, 8-битными. Размер файла и место в оперативной памяти — дорогая плата за глубину цвета.

Любое изображение можно превратить в полутоновое. Если исходный материал, например, цветная фотография, то она станет черно-белой.

Индексированные цвета

Первые цветные мониторы работали с ограниченной цветовой гаммой: сначала 16, затем 256 цветов. Они кодировались 4 битами (16 цветов) или 8 битами (256 цветов). Такие цвета называются индексированными (indexed color). Разумеется, 16 (и даже 256) цветами невозможно убедительно передать цветовую гамму фотоизображений.

Применение индексированных цветов снизилось с распространением высококачественных мониторов, однако с ними работают до сих пор, например, Web-мастера. Кроме того, ограничение числа цветов можно использовать для получения интересных эффектов.

Индексированные цвета кодируются обычно четырьмя или восемью битами в виде так называемых цветовых таблиц. Глубина индексированного цвета может составлять 2-8 бит. Например, графическая среда Windows 95 поддерживает цветовую таблицу из восьми бит на пиксель, она называется системной палитрой (system palette). В этой таблице цвета уже предопределены, как мелки в коробке пастели, и вам остается только использовать то, что есть в коробке, то есть в таблице.

Полноцветные изображения

К полноцветным (true color) относятся типы изображений с глубиной цвета не менее 24 бит, то есть каждый пиксель такого изображения кодируется как минимум 24 битами, что дает возможность отобразить не менее 16,7 миллиона оттенков. Поэтому иногда полноцветные типы изображение называют True Color (истинный цвет).

Битовый объем каждого пикселя распределяется по цветовым составляющим: каждый цвет кодируется 8 битами. Цветовые составляющие в программе организуются в виде каналов, совмещенное отображение каналов и определяет цвет изображения.

Полноцветные изображения являются многоканальными. К изображениям этого класса относятся RGB, CMYK, L*a*b и другие. Они отличаются по глубине цвета и по способу математического описания цветов, то есть по цветовой модели.

3. Форматы файлов

Формат (format) в определенной степени понятие бюрократическое, каждому приходилось заполнять всевозможные анкеты. Анкета — это и есть формат для организации данных, ее нудно заполнять, зато потом легко обрабатывать.

Без формата информации не существует. Ее нельзя сохранить и передать. Соответствие форматов — это как разговор на одном языке. Форматов файлов очень много. Для каждого вида компьютерной деятельности существуют стандартные форматы, то есть самые удобные, или часто применяемые. Для текстов такими форматами является DOC, ТХТ, для полиграфической продукции — TIFF, Р1СТ, для графики в Интернет — GIF, JPEC и т. д.

Для того чтобы программы понимали файлы различных форматов, существуют конверторы. Они переводят информацию из собственного формата файла в формат, понятный данной программе. Чем больше конверторов есть в программе, тем больше различных форматов файлов она может распознать[4] .

4. Цвет и его модели

Мир, окружающий человека, — это океан цвета. Цвет имеет не только информационную, но и эмоциональную составляющую. Для многих отраслей производства, в том числе для полиграфии и компьютерных технологий, необходимы объективные способы описания и обработки цвета.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Если смешать желтую и голубую краски, получится зеленая. Из двух цветов получен третий. Путем смешивания из небольшого числа базовых или основных цветов можно получить остальные цвета, называемые составными. Таким образом, цвет можно математически описать как соотношение базовых компонентов (создать модель цвета). Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью.

Объект, имеющий цвет, может излучать свет или поглощать его. В первом и во втором случае цвет объекта описывается по-разному, то есть для его описания применяются разные модели цвета.

Параметры цвета могут быть выражены с помощью многих цветовых моделей. Наиболее часто в графических пакетах используются три цветовые модели: RGB, CMYK, HSB[5] .

Заключение

Необходимость широкого использования графических программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернет и, в первую очередь, благодаря службе World Wide Web, связавшей в единую «паутину» миллионы отдельных «домашних страниц». Даже беглого путешествия по этим страницам достаточно, чтобы понять, что страница, оформленная без компьютерной графики, не имеет шансов выделиться на фоне широчайшего круга конкурентов и привлечь к себе массовое внимание.

Подавляющее большинство веб-страниц наряду с текстовой информацией содержат графические изображения. Львиная доля картинок, загружаемых в окне браузера, создана в форматах GIF или JPEG.

В данном реферате были рассмотрены основные понятия компьютерной графики: пиксели, разрешение, размер изображения, типы изображений, форматы файлов, цвет и его модели.

Список литературы

1. Якутский А. Форматы интернет-графики // Мир Internet. — 2002. -№11-12. — C. 22-25

2. Яхонтов В.Н. Компьютерная графика. – М.: ТИСБИ, 2003.

3. www.junior.ru/students/sumerkina/

[1] Яхонтов В.Н. Компьютерная графика. – М.: ТИСБИ, 2003. С.3.

[2] www.junior.ru/students/sumerkina/point.htm

[3] www.junior.ru/students/sumerkina/type_dipict.htm

[4] www.junior.ru/students/sumerkina/form_file.htm

[5] www.junior.ru/students/sumerkina/color_model.htm

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  История возникновения игрушки реферат
• 
  Великобритания реферат по географии
• 
  Водные ресурсы мира реферат
• 
  Реферат по географии великобритания
• 
  Реферат культура разговорной речи
• 
  Реферат имущественные отношения супругов
• 
  Мфюа титульный лист реферат
• 
  Культура разговорной речи реферат
• 
  Реферат финансово промышленные группы
• 
  Реферат сад на крыше
• 
  Биологическая роль белков реферат