Тема 1 - Основы компьютерной графики

Основы
компьютерной
графики
Тема №1
Авторы: Асташев О.А., Лаврушина Е.Г.
Компьютерная графика - авангард
компьютерных технологий - насчитывает в
своем развитии не более десятка лет
Области применения:
 Деловая графика
 Художественная графика
 Техническая графика
 Инженерная графика
 Графический дизайн
 Графика в рекламе и т.д.
Виды представления
графической формы
(история развития)
Характеристики компьютера:


не обладают значительными
художественными возможностями
на экран можно выводить только
символы (буквы, цифры, специальные
знаки).
Но уже тогда люди пытались
использовать компьютер в качестве
художественного инструмента.
Текстовая графика
История развития
компьютерной графики
Шло время, и люди научили
компьютер строить простые
изображения: точку, прямую
линию, окружность. Мониторы в
то время существовали только
черно-белые и поэтому все
построенные компьютером
изображения напоминали работы
художников-графиков.
История развития
компьютерной графики
Произведения графиков
характеризуются прежде
всего четкой
прорисовкой линий.
Именно поэтому
изобразительные
возможности компьютеров
того времени и стали
называть компьютерной
графикой.
Графические редакторы
Документом графического редактора
является рисунок.
Все графические редакторы различаются
между собой по способу построения
изображения.
Построение изображения на
экране
Графический редактор – прикладная среда,
предназначенная для создания, редактирования
графических изображений.
Поверхность экрана состоит из
мельчайших светящихся точек
люминофора, называемых также
пикселями, или элементами
изображения (pixel — picture element).
Чем мельче точки, тем четче
изображение на мониторе
компьютера. Тем более тонкая
прорисовка линий возможна.
пиксель
Растровые редакторы
Изображение строится путем
закрашивания отдельных пикселей.
Созданное изображение разбивается на
совокупность отдельных пикселей и далее
компьютер сохраняет в памяти описание
каждого из них, независимо от того какому
элементу изображения они принадлежали
ранее.
Пример работы
с растровым редактором
Векторные редакторы
В редакторах второго типа каждая
проведенная линия описывается
математически.
Каждая проведенная в графическом редакторе на
экране линия тут же преобразуется компьютером в
математическое выражение и хранится в памяти как
отдельный объект.
Например, отрезок описывается через координаты
начала и конца отрезка, плюс уравнение прямой.
Пример работы
в векторном редакторе
Отличие редактирования
рисунка в векторном редакторе



объекты изображения не замещают
друг друга, а накладываются один на
другой
объекты можно раздвинуть
компьютер сохраняет описание объекта
в памяти целиком.
Направления
компьютерной графики
В нынешнем, устоявшемся состоянии принято
разделять компьютерную графику на следующие
направления:

изобразительная компьютерная графика,

обработка и анализ изображений,

анализ сцен (перцептивная компьютерная графика),

компьютерная графика для научных абстракций
(когнитивная компьютерная графика - графика,
способствующая познанию).
Изобразительная
компьютерная графика
Объекты:
 синтезированные изображения.
Задачи:
 построение модели объекта и генерация
изображения,
 преобразование модели и изображения,
 идентификация объекта и получение требуемой
информации.
Обработка и анализ
изображений
Объекты:
 дискретное, числовое представление фотографий.
Задачи:
 повышение качества изображения,
 оценка изображения - определение формы,
местоположения, размеров и других параметров
требуемых объектов,
 распознавание образов - выделение и классификация
свойств объектов (обработка аэрокосмических
снимков, ввод чертежей, системы навигации,
обнаружения и наведения).
Обработка и анализ
изображений
В основе обработки и анализа изображений лежат
методы представления, обработки и анализа
изображений плюс, естественно, изобразительная
компьютерная графика для того, чтобы представить
результаты.
Анализ сцен
Предмет:
исследование абстрактных моделей графических
объектов и взаимосвязей между ними.
Объекты могут быть как синтезированными, так и
выделенными на фотоснимках.
Первый шаг в анализе сцены - выделение
характерных особенностей, формирующих
графический объект(ы).
Анализ сцен
В основе анализа сцен (перцептивной
компьютерной графики) находятся:



изобразительная графика
анализ изображений
специализированные средства.
Примеры:
 машинное зрение (роботы),
 анализ рентгеновских снимков с выделением и
отслеживанием интересующего объекта,
например, сердца.
Когнитивная компьютерная
графика
Это компьютерная графика для
научных абстракций,
способствующая рождению нового
научного знания.
База - мощные ЭВМ и высокопроизводительные
средства визуализации.
Только формирующееся новое направление, пока
недостаточно четко очерченное.
Когнитивная компьютерная
графика
Общая последовательность познания
заключается в, возможно циклическом,
продвижении от гипотезы к модели (объекта,
явления) и решению, результатом которого
является знание.
Гипотеза
Модель
Решение
Результат