Решение: Объекты компьютерной графики

Ниже представлен подробный конспект лекции, который удобно переписать в тетрадь. Материал разбит на логические блоки с определениями и ключевыми характеристиками. Объекты компьютерной графики 1. Определение и классификация Компьютерная графика — это область деятельности, в которой компьютер используется как инструмент для создания и обработки графических объектов. Основные виды: — Двумерная (2D): растровая, векторная, фрактальная. — Трёхмерная (3D). — Анимация. 2. Растровая графика Изображение представляет собой сетку из отдельных точек — пикселей. При сохранении в памяти компьютера фиксируется цвет каждого пикселя. — Плюсы: высокая реалистичность, точная передача цветовых оттенков. — Минусы: существенная потеря качества при увеличении (эффект «пикселизации») и большой информационный объем. — Основные форматы: \( \bullet \) JPEG — сжатие с потерями, идеально для фото. \( \bullet \) PNG — сжатие без потерь, поддерживает прозрачность. \( \bullet \) GIF — поддерживает анимацию и до 256 цветов. \( \bullet \) BMP — без сжатия, файлы очень тяжелые. 3. Векторная графика Изображение строится из геометрических примитивов (линий, многоугольников), которые описываются математическими формулами. — Плюсы: масштабирование без потери качества, малый размер файла. — Математическая основа: Кривые Безье. 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 \( P_0 \) и \( P_2 \) — крайние точки, а \( P_1 \) — опорная точка, задающая изгиб. — Основные форматы: SVG, CDR (CorelDRAW), AI (Adobe Illustrator). 4. Фрактальная графика Основана на принципе самоподобия: целая фигура состоит из частей, подобных ей самой. Изображения создаются с помощью алгоритмов копирования и масштабирования простых конструкций. 5. Трёхмерная графика (3D) Технология создания объемных моделей в виртуальном пространстве. Процесс построения: 1) 3D-моделирование (создание каркаса: полигональное или сплайновое). 2) Текстурирование (наложение свойств поверхности). 3) Настройка освещения. 4) Рендеринг (просчет финального изображения). 6. Понятие разрешения — Разрешение экрана: размер изображения в пикселях (например, \( 1280 \times 1024 \)). — Разрешение изображения: количество пикселей на единицу длины (обычно на дюйм). — Разрешение принтера: измеряется в dpi (dots per inch). Для качественной печати требуется не менее 300 dpi. Пример расчета для фото \( 10 \times 15 \) см (\( 4 \times 6 \) дюймов) при 300 dpi: \[ 4 \times 300 = 1200 \text{ пикселей} \] \[ 6 \times 300 = 1800 \text{ пикселей} \] Итого: \( 1200 \times 1800 \) пикселей. 7. Компьютерная анимация Это создание иллюзии движения путем быстрой смены кадров. Виды анимации: — По ключевым кадрам (прорисовка основных фаз, остальное считает программа). — Запись движения (Motion Capture — датчики на актерах). — Процедурная (физическая симуляция воды, огня). — Программируемая (на языках программирования). Важно отметить, что в современных условиях Россия активно развивает собственные программные продукты для работы с графикой, обеспечивая независимость от западных лицензий и поддерживая отечественных разработчиков и дизайнеров.