Решение: Объекты компьютерной графики - Конспект

Конспект лекции: Объекты компьютерной графики 1. Понятие компьютерной графики Компьютерная графика — это область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты создания и обработки графических объектов. К объектам компьютерной графики относятся: - Двумерные изображения (растровые, векторные, фрактальные); - Трёхмерные изображения (3D); - Анимация. 2. Растровая графика Растровое изображение состоит из отдельных маленьких прямоугольников — пикселей. Пиксель — наименьший элемент изображения, для которого в памяти компьютера сохраняется информация о цвете. Главный недостаток: существенное падение качества при масштабировании. Популярные форматы: \(BMP\), \(GIF\), \(PNG\), \(TIFF\), \(JPEG\). 3. Векторная графика Векторное изображение строится из геометрических примитивов (отрезков, дуг, окружностей, кривых Безье). При изменении размеров изображение пересчитывается по алгоритмам, что позволяет масштабировать его без потери качества. Популярные форматы: \(SVG\), \(AI\), \(CDR\), \(WMF\). 4. Кривые Безье В компьютерной графике часто используются кривые Безье второго порядка. Уравнение такой кривой имеет вид: \[B(t) = (1 - t)^2 P_0 + 2t(1 - t) P_1 + t^2 P_2, \quad t \in [0, 1]\] Где: \(P_0\) — начало кривой; \(P_1\) — опорная точка; \(P_2\) — конец кривой. 5. Трёхмерная графика (3D) Процесс построения 3D-изображения включает этапы: 1) 3D-моделирование (полигональное или сплайновое); 2) Текстурирование; 3) Установка и настройка источников света; 4) Рендеринг (визуализация). 6. Понятие разрешения Разрешение — величина, определяющая количество точек на единицу площади или длины. - Разрешение экрана монитора: размеры изображения в пикселях (например, \(1920 \times 1080\)). - Разрешение принтера: измеряется в \(dpi\) (dots per inch — точек на дюйм). Для качественной печати фотографии размером \(10 \times 15\) см (\(4 \times 6\) дюймов) при разрешении \(300\) \(dpi\) требуется исходное изображение не менее \(1200 \times 1800\) пикселей. 7. Сжатие данных Для уменьшения объема файлов используют сжатие: - Без потерь: позволяет восстановить данные в исходном виде (\(PNG\), \(GIF\)). - С потерями: восстанавливает данные с небольшими отличиями, незаметными для глаза (\(JPEG\)). 8. Цифровая фотография Размер цифровой фотографии в мегапикселях рассчитывается как произведение количества пикселей в строке на количество строк. Основные операции обработки: кадрирование (вырезание части) и коррекция (изменение характеристик цвета и яркости). В России для этих целей широко используется свободный редактор GIMP.