Сферы применения компьютерной графики

Информатика и ИКТ
ФОРМИРОВАНИЕ
ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭКРАНЕ
МОНИТОРА
ОБРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИИ
Пространственное разрешение
монитора
Изображение на экране монитора формируется из
отдельных точек - пикселей, образующих строки; всё
изображение состоит из определённого количества таких
строк.
Пространственное разрешение монитора - это
количество
пикселей,
из
которых
складывается
изображение на его экране.
Оно определяется как
произведение количества строк изображения на
количество точек в строке.
Разрешение монитора 12801024 означает, что
изображение на его экране будет состоять из 1024
строк, каждая из которых содержит 1280 пикселей.
Пространственное разрешение
монитора
Изображение высокого разрешения состоит из
большого количества мелких точек и имеет хорошую
чёткость. Изображение низкого разрешения состоит из
меньшего количества более крупных точек и может быть
недостаточно чётким.
Изображения высокого и низкого разрешения
Компьютерное представление
цвета
Человеческий глаз воспринимает каждый из многочисленных цветов
и оттенков окружающего мира как сумму взятых в различных
пропорциях трёх базовых цветов - красного, зелёного и синего.
У первых цветных мониторов базовые цвета имели всего две
градации яркости, т. е. каждый из трёх базовых цветов либо участвовал
в образовании цвета пикселя (1), либо нет ( 0).
Палитра таких мониторов состояла из восьми цветов. При этом
каждый цвет можно было за кодировать цепочкой из трёх нулей и
единиц - трёхразрядным двоичным кодом.
Яркость базовых цветов
Цвет
Код
Красный
Зелёный
Синий
0
0
0
чёрный
000
0
0
1
синий
001
0
1
0
зелёный
010
0
1
1
голубой
011
1
0
0
красный
100
1
0
1
пурпурный
101
1
1
0
жёлтый
110
1
1
1
белый
111
Компьютерное представление
цвета
Современные компьютеры обладают необычайно богатыми
палитрами, количество цветов в которых зависит от того,
сколько двоичных разрядов отводится для кодирования цвета
пикселя.
Глубина цвета - длина двоичного кода, который
используется для кодирования цвета пикселя. Количество N
цветов в палитре и глубина i цвета связаны между собой
соотношением: N = 2i.
Глубина цвета
Количество цветов в палитре
8
28 = 256
16
216 = 65 536
24
224 = 16 777 216
Видеосистема персонального
компьютера
Качество изображения на экране компьютера зависит
как от пространственного разрешения монитора, так и от
характеристик видеокарты (видеоадаптера), состоящей
из видеопамяти и видеопроцессора.
Видеосистема
Монитор
Видеоадаптер
Видеопамять
Видеопроцессор
Размер 256, 512 Мб
и более
Частота обновления
экрана не менее 75 Гц
Видеосистема персонального
компьютера
Пространственное разрешение монитора, глубина цвета
и частота обновления экрана - основные параметры,
определяющие качество компьютерного изображения. В
операционных системах предусмотрена возможность
выбора необходимого пользователю и технически
возможного графического режима.
Видеосистема персонального
компьютера
Задача.
Рассчитайте объём видеопамяти, необходимой для
хранения графического изображения, занимающего весь
экран монитора с разрешением 640  480 и палитрой из
65 536 цветов.
Решение.
N = 65 536
K = 640  480
N = 2 i, I = K  i
I —?
65 536 = 2i , i = 16,
I = 640  480  16 = 26  10  24  30  24 =
= 300  214 (битов) = 300  211 (байтов) = 600 (Кбайт).
Ответ: 600 Кбайт.
Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла в нашу
повседневную жизнь. Она применяется:
для наглядного представления результатов измерений и
наблюдений
Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла в нашу
повседневную жизнь. Она применяется:
для наглядного представления результатов измерений и
наблюдений
Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла
повседневную жизнь. Она применяется:
в
нашу
при разработке дизайнов интерьеров и ландшафтов
Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла
повседневную жизнь. Она применяется:
в тренажёрах и компьютерных играх
в
нашу
Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла
повседневную жизнь. Она применяется:
при создании спецэффектов в киноиндустрии
в
нашу
Сферы применения
компьютерной графики
Компьютерная графика прочно вошла
повседневную жизнь. Она применяется:
для творческого самовыражения человека
в
нашу
Способы создания цифровых
графических объектов
Графические объекты, созданные или обработанные с
помощью компьютера, сохраняются на компьютерных
носителях; при необходимости они могут быть выведены на
бумагу или другой подходящий носитель (плёнку, картон).
Способы получения цифровых
графических объектов
Копирование готовых
изображений с
цифровой фотокамеры,
из Интернета
Создание новых
изображений с
помощью программного
обеспечения
Ввод графических
изображений
с помощью сканера
Способы создания цифровых
графических объектов
Принцип работы сканера состоит в том, чтобы разбить
имеющееся на бумажном носителе изображение на
крошечные квадратики - пиксели, определить цвет каждого
пикселя и сохранить его в двоичном коде в памяти
компьютера.
Сканер
Цифровая фотокамера
Способы создания цифровых
графических объектов
Задача. Сканируется цветное изображение размером 1010
см. Разрешающая способность сканера 12001200 dpi, глубина
цвета – 24 бита. Какой информационный объём будет иметь
полученный графический файл?
Решение.
Размеры
сканируемого
изображения
составляют
приблизительно 44 дюйма. С учётом разрешающей
способности сканера всё изображение будет разбито на
4412001200 пикселей.
K = 4412001200
I = K i.
i = 24 бита
I —?
I = 441200120024 =2424752475233 = 75753215
=16875215 (битов) = 16875 212 (байтов) = 16875 22(Кбайт)
66 (Мбайт).
Ответ: приблизительно 66 Мбайт.
Растровая и векторная
графика
В зависимости от способа создания графического
изображения различают растровую, векторную и
фрактальную графику.
В
растровой
графике
изображение
формируется
в
виде
растра
–
совокупности точек
(пикселей),
образующих
строки и столбцы.
Растровое изображение и его увеличенный фрагмент
Растровая и векторная
графика
В векторной графике изображение формируется на
основе наборов данных (векторов), описывающих
графические объекты и формулы их построения.
Векторное изображение, его преобразованный фрагмент и простейшие
геометрические фигуры, из которых «собран» этот фрагмент
Растровая и векторная
графика
Фрактальная графика, как и векторная, основана на
математических вычислениях.
Растровая и векторная
графика
Растровая
графика
Векторная
графика
Формирование изображения Совокупность точек Геометрические
фигуры
Увеличение размера
изображения
Ступенчатый
эффект
Не изменяется
Уменьшение
размера изображения
Потеря чёткости
Не изменяется
Сохранение изображения
Информация о
цвете каждого
пикселя
Информация о
простейших
геометрических
объектах,
составляющих
изображение
Сферы применения
Иллюстрации,
фотографии
Чертежи, схемы,
деловая графика
Сравнение растровой и векторной графики
Форматы графических файлов
Формат графического файла – это способ
представления графических данных на внешнем носителе.
Графические изображения
Растровые
BMP
GIF
Векторные
JPEG
WMF
Форматы графических файлов
EPS
Форматы графических файлов
Задача 1. Для кодирования одного пикселя используется 3 байта.
Фотографию размером 20481536 пикселей сохранили в виде
несжатого файла. Определите размер получившегося файла.
Решение.
i = 3 байта
I=Ki
K = 20481536
I —?
I = 204815363 = 2210 1,52103 = 9220 (байтов) = 9 (Мб).
Ответ: 9 Мб.
Форматы графических файлов
Задача 2. Несжатое растровое изображение размером
128128 пикселей занимает 2 Кб памяти. Каково максимально
возможное число цветов в палитре изображения?
Решение.
K =128 128
I =2 Кб
N –?
I=Ki
i = I/K
N = 2i
i = 210248/(128128) = 221023/(2727) = 21+10+3 /27+7 =
= 214/214 = 1 (бит).
N = 21 = 2.
Ответ: 2 цвета - чёрный и белый.
Интерфейс графических
редакторов
Графический редактор - компьютерная программа,
позволяющая создавать и редактировать изображения.
Различают растровые и векторные графические
редакторы.
Строка
заголовка
Строка
меню
Палитра
Рабочая
область
Панель
инструментов
Полосы
прокрутки
Строка
состояния
Окно растрового графического редактора Microsoft Paint
Некоторые приёмы работы в
растровом графическом редакторе
Для рисования нужен холст (рабочая область), краски и
инструменты.
Базовые
инструменты
Работа
с фрагментами
Режимы
работы
Работа
с текстом
Создание
изображения
Редактирование
рисунка
Некоторые приёмы работы в
растровом графическом редакторе
Задача.
Некое растровое изображение было сохранено в файле
p1.bmp как 24-разрядный рисунок (т.е. глубина цвета = 24).
Во сколько раз будет меньше информационный объём
файла p2.bmp, если в нём это же изображение сохранить
как 256-цветный рисунок?
Решение.
Для кодирования 256 разных цветов требуется 8разрядный двоичный код (256 = 28), т. е. для кодирования
цвета каждого пикселя используется 8 битов.
Для
кодирования
цвета
каждого
пикселя
исходного
изображения использовалось 24 бита. Так как количество
пикселей
в
двух
изображениях
одинаково,
то
информационный объём файла p2.bmp в 3 раза меньше
информационного объёма исходного файла.
Ответ: в 3 раза.
Домашнее задание
§ 3.1 (стр. 104-109)
РТ № 122 – 137 (стр. 55)
§ 3.2 (стр. 110-119)
РТ № 140-155 (стр. 60)
§ 3.3 (стр. 120-129)
РТ № 156 - 165 (стр. 66)