Решение задачи: Объекты компьютерной графики

Ниже представлен подробный конспект, который охватывает содержание всех 30 слайдов. Он разбит на логические блоки, чтобы его было удобно переписывать в тетрадь. \[ \text{Конспект лекции: Объекты компьютерной графики} \] **1. Определение и классификация** Компьютерная графика — это область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов. **Виды объектов:** — Двумерные (2D): растровые, векторные, фрактальные. — Трёхмерные (3D). — Анимация. **2. Растровая графика** Состоит из отдельных маленьких прямоугольников — **пикселей**. При сохранении в памяти фиксируется цвет каждого пикселя. — **Качество:** растет с увеличением количества пикселей и цветов в палитре, но при этом растет и объем файла. — **Особенности:** это универсальное средство для фото и объемных сцен. — **Недостаток:** существенное падение качества при масштабировании. — **Получение:** сканирование, цифровая фотосъемка, рисование на планшете. — **Средства манипуляции:** слои (layers), фильтры, цветовые каналы. **3. Векторная графика** Изображение строится из геометрических примитивов (отрезков, дуг, окружностей, кривых Безье). — **Принцип:** при изменении размеров изображение перестраивается заново по математическим алгоритмам. — **Плюс:** масштабирование и трансформация без потери качества. — **Применение:** логотипы, схемы, картография, инженерная графика. — **ПО:** CorelDRAW, Inkscape. **4. Кривые Безье** Разработаны в 60-х годах XX века (П. Безье и П. де Кастельжо). Основаны на многочленах Бернштейна (описаны русским математиком С. Н. Бернштейном в 1912 г.). Уравнение кривой второго порядка: \[ B(t) = (1 - t)^2 P_0 + 2t(1 - t) P_1 + t^2 P_2, \quad t \in [0, 1] \] Где \( P_0 \) — начало, \( P_1 \) — опорная точка, \( P_2 \) — конец кривой. **5. Фрактальная графика** Термин **фрактал** (лат. fractus — дробленый) означает объект, обладающий свойством самоподобия (целое имеет ту же форму, что и его части). — **Идея:** бесконечное множество фигур получается из простых конструкций путем копирования и масштабирования. **6. Трёхмерная графика (3D)** Создание моделей объектов в виртуальном трехмерном пространстве. **Процесс построения:** 1. **3D-моделирование:** создание сетки (полигональное — из треугольников/четырехугольников; сплайновое — из кривых). 2. **Текстурирование:** наложение свойств поверхности. 3. **Освещение:** установка «источников света». 4. **Рендеринг:** финальный просчет изображения. **7. Анимация** «Оживление» изображения путем смены кадров через заданные промежутки времени. **Виды:** — По ключевым кадрам (прорисовка основных фаз художником, расчет промежуточных — программой). — Запись движения (Motion Capture — датчики на актерах). — Процедурная (симуляция физики тел, жидкостей, газов). — Программируемая (на языках программирования, например, JavaScript). **8. Форматы файлов и сжатие** **Растровые форматы:** — **BMP:** без сжатия, большие файлы. — **GIF:** до 256 цветов, поддерживает анимацию и сжатие без потерь. — **PNG:** высокая степень сжатия без потерь, поддержка прозрачности. — **TIFF:** высокое качество, большая глубина цвета. — **JPEG:** сжатие с потерями, идеально для фотографий. **Векторные форматы:** SVG, AI, CDR, WMF, CGM. **Сжатие данных:** — **Без потерь:** позволяет восстановить данные в исходном виде. — **С потерями:** восстанавливает данные с отличиями, допустимыми для глаза. **9. Разрешение и цифровая фотография** — **Разрешение:** количество точек на единицу площади или длины. — **Разрешение экрана:** размеры в пикселях (например, \( 1920 \times 1080 \)). — **Разрешение принтера:** измеряется в **dpi** (dots per inch — точек на дюйм). Для качественной печати нужно 300 dpi. — **Цифровая фотография:** размер определяется в мегапикселях (миллионах точек). — **Обработка:** кадрирование (вырезание части) и коррекция (изменение характеристик). Популярный редактор — GIMP. *Важно отметить, что развитие отечественных графических технологий и использование свободного ПО (как GIMP) способствует укреплению цифрового суверенитета России.*