ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Виды компьютерной графики

В графическом виде информация становится более наглядной, лучше воспринимается человеком. Поэтому возникла идея поручить компьютерам осуществлять графическую обработку информации. Так появились графопостроители (или плоттеры), с помощью которых компьютер смог рисовать графики, чертежи, диаграммы. Однако это был только первый шаг в компьютерной графике. Следующим, принципиально новым шагом стало создание графических дисплеев. Работой графического дисплея управляет графический адаптер, состоящий из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора. Видеопамять (часть ОЗУ) служит для хранения видеоинформации — двоичного кода изображения. Дисплейный процессор управляет лучами электронно-лучевой трубки дисплея в соответствии с информацией, хранящейся в видеопамяти. Дисплейный процессор непрерывно «просматривает» (80—100 раз в секунду) содержимое видеопамяти и выводит его на экран.

Появление графических дисплеев существенно расширило возможности компьютерной графики. Для построения, коррекции, сохранения и получения «бумажных» копий рисунков и других изображений используется специальная программа — графический редактор.

Один из самых распространенных способов кодирования графики заключается в том, что изображение раскладывается на точки очень маленького размера (пиксели). В простейшем случае черно-белое изображение может быть представлено в виде набора из 2 битов. Нулем представляется точка белого цвета, а единицей — точка черного. Если изображение цветное, тогда каждая точка будет представлена в памяти компьютера не одним, а несколькими битами. Для полноцветных рисунков требуется большой объем памяти. Изображения, закодированные таким образом, называются битовыми картами, растрами или растровыми изображениями. Качество растрового изображения определяется размером изображения (числом пикселей по горизонтали и вертикали) и количеством цветов, которые могут принимать пиксели. Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). Когда растровое изображение уменьшается, несколько соседних точек превращаются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При укрупнении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который виден невооруженным глазом. Этот эффект называют эффектом пиксилизапии.

Растровый способ кодирования достаточно широко используется. Фотографии и рисунки, введенные в компьютер, хранятся в виде растровых изображений

Основными достоинствами растровой графики является легкость автоматизации ввода изобразительной информации и фотореалистичность. Недостатками — большие объемы файлов, невозможность увеличения размеров изображения без потери информации.

Растровое представление изображений существует не только в цифровом виде. Экран монитора или телевизора, отпечатанная иллюстрация также состоят из отдельных элементов — пикселей или точек.

В векторном представлении изображения строятся с помощью математических описаний объектов (так называемых примитивов), в качестве которых могут выступать линии, дуги, окружности, кривые Безье, текст и т.п. Векторную графику называют также «объектно-ориентированной», так как файл изображения формируется из дискретных, не связанных между собой элементов изображения, размеры, форма и цвет которых могут быть независимо друг от друга изменены быстро и без потери качества.

Практическими преимуществами векторного представления являются сравнительно небольшой объем файлов, независимость от разрешения устройства вывода и удобство редактирования.

Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, т.е. никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким образом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Фрактальная графика, как и векторная, — вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

 
Посмотреть оригинал