Методическое пособие по выполнению курсовой работы по курсу «Компьютерная графика»

 
  • Методическое пособие
  • AutoCAD
  • Создание фирменного стиля горнопромышленного
    предприятия
  • Контрольные работы по начертательной геометрии
  • Задача на построение линии перемещения
  • нахождение истинной величины сечения
    способом замены плоскостей проекций
  • AUTOCADЛабораторная работа
  • Освоение способов ввода команд
  • Изучение команд управления экраном
    и способов их задания
  • Изучение команд создания или открытия рисунка
    и его сохранения
  • Изучить команд создания графических примитивов
  • Изучение свойств примитивов
  • Изучение команды создания штриховки и ее режимов.
  • Изучение команд нанесения размеров и их форматов
  • Изучение команд размерных стилей и команд
    редактирования размеро
  • Изучение команд редактирования чертежей
    их форматов и ключей.
  •  
     

    Компьютерная графика — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

    С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и «движущихся картинок». Получение рисунков трёхмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объёмом вычислений. Передача освещённости объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчётов, учитывающих законы оптики.

    Компьютерную графику обычно разделяют на векторную, растровую и фрактальную.

    Живопись заливками Курс занятий по технике рисунка и живописи

    По способам задания изображений графику можно разделить на категории:

    двухмерная графика ‑ (2D — от англ. two dimensions — «два измерения») компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений.

    Векторная графика ‑ представляет изображение как набор геометрических примитивов: точек, прямых, окружностей, фигур, а так же, как общий случай, кривых некоторого порядка. Наименьший элемент – линия. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих примитивы. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.

    Изображение в векторном формате легко редактируется: без потерь масштабируется, поворачивается, деформируется, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Каждое преобразование выполняется следующим образом: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. Этот способ представления подходит для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, для создания мультфильмов и роликов разного содержания. Недостатки: сложность создания детализированных рисунков, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов, невозможность получения изображения фотографического качества, при печати не всегда точное отображение.

    Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Наименьший элемент – точка. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов. В растровом виде представимо любое изображение, хорошо выводится на печать. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому при уменьшении числа пикселей некоторые детали изображения исчезнут навсегда, а при увеличении – проявляется эффект «зазубренности» (Рис. 1).

      Отличия растрового рисунка от векторного при редактировании 

    Рис. 1. Отличия растрового рисунка от векторного при редактировании

    Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей. Подобным образом выполняется масштабирование в программе Adobe Photoshop ( билинейная и бикубическая интерполяция).

    Недостатки: большой объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании.

    Фрактальная графика. Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно несколькими математическими уравнениями. Наименьший элемент – треугольник.

    Программные средства для работы с фрактальной графикой выполняют автоматическую генерацию изображений путем математических расчетов. Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти.

    Недостатки: фракталы слабо применимы к изображениям вне этих классов, трудность восприятия результатов изменения параметров (рис. 2).

     Примеры фрактальной графики

    Рис. 2. Примеры фрактальной графики

    Фрактальный редактор Art Dabbler (созданный фирмой Fractal Design, а теперь принадлежащий Corel) ‑ фактически усеченный вариант программы Painter ‑ как и растровый редактор MS Paint особенно эффективен на начальном этапе освоения компьютерной графики.

    Элементы интерфейса Ultra Fractal напоминают Photoshop. Расширенная редакция Animation Edition позволяет не только генерировать фрактальные изображения, но и создавать анимацию на их основе, которые можно экспортировать в AVI-формат. Созданные файлы можно визуализировать в высоком полиграфическом разрешении, сохранить в собственном формате программы, в популярном фрактальном формате(*.frp; *.frs; *.fri; *.fro; *.fr3, *.fr4 и др.), в растровом графическом формате (jpg, bmp, png и psd).

    Трёхмерная графика ‑ (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует не с самими трехмерными объектами, а их математическими описаниями в некоторой глобальной системе координат. Криволинейные поверхности аппроксимируются многоугольниками ‑ тесселяция (от греч. tessera – черепица ‑ мозаичные кубики из смальты). Минимальная поверхность ‑ полигон.  Геометрический процессор также учитывает направление света, физические особенности материалов и точку, с которой производится наблюдение за объектом (Рис. 3).

    Пример трехмерной графики

    Рис. 3. Пример трехмерной графики

    Так как монитор ‑ это матрица, визуализация графики бывает только растровая и векторная, а способ визуализации ‑ это только растр (набор пикселей), и от количества пикселей зависит способ задания изображения.

    Действительно трехмерные устройства вывода уже существуют (устройство Model Maker фирмы SPI), но пока они способны «выводить» лишь статические объекты сложной формы, описание которых поступает из трехмерного приложения САПР.

    Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.

    Курсовые и лабораторные работы