Комп'ютерна графіка що таке? Види комп'ютерної графіки

У століття інформаційних технологій комп`ютерна графіка набула широкого поширення у всьому світі. Чому вона так популярна? Де вона застосовується? І взагалі, що таке комп`ютерна графіка? Давайте розберемося!

Комп`ютерна графіка: що таке?

Найпростіше - це наука. Крім того, це один з розділів інформатики. Він вивчає способи обробки та форматування графічного зображення за допомогою комп`ютера.

Уроки комп`ютерної графіки на сьогоднішній день існують і в школах, і у вищих навчальних закладах. І важко сьогодні знайти область, де вона не була б затребувана.

Також на питання: «Що таке комп`ютерна графіка?» - Можна відповісти, що це один з багатьох напрямків інформатики і, крім того, відноситься до найбільш молодим: воно існує близько сорока років. Як і всяка інша наука, вона має свій певний предмет, цілі, методи і завдання.

Які завдання вирішує комп`ютерна графіка?

Якщо розглядати цей розділ інформатики в широкому сенсі, то можна побачити, що засоби комп`ютерної графіки дозволяють вирішувати такі три типи завдань:

1) Переклад словесного опису в графічне зображення.

2) Завдання розпізнавання образів, тобто переклад картинки в опис.

3) Редагування графічних зображень.

Напрямки комп`ютерної графіки

Незважаючи на те що сфера застосування цієї галузі інформатики, безперечно, вкрай широка, можна виділити основні напрямки комп`ютерної графіки, де вона стала найважливішим засобом вирішення виникаючих завдань.

По-перше, ілюстративне напрямок. Воно є найширшим з усіх, тому що охоплює завдання починаючи від простої візуалізації даних і закінчуючи створенням анімаційних фільмів.

По-друге, саморозвивається напрямок: комп`ютерна графіка, теми та можливості якої воістину безмежні, дозволяє розширювати та вдосконалювати свої навички.

По-третє, дослідницький напрямок. Воно включає в себе зображення абстрактних понять. Тобто застосування комп`ютерної графіки спрямоване на створення зображення того, що не має фізичного аналога. Навіщо? Як правило, з метою показати модель для наочності або простежити зміну параметрів і скоригувати їх.

Які існують види комп`ютерної графіки?

Ще раз: що таке комп`ютерна графіка? Це розділ інформатики, що вивчає способи і засоби обробки і створення графічного зображення за допомогою техніки. Розрізняють чотири види комп`ютерної графіки, незважаючи на те, що для обробки картинки за допомогою комп`ютера існує величезна кількість різних програм. Це растрова, векторна, фрактальна і 3-D графіка.

Які їхні відмітні риси? У першу чергу види комп`ютерної графіки розрізняються за принципами формування ілюстрації при відображенні на папері або на екрані монітора.

Растрова графіка

Базовим елементом растрового зображення або ілюстрації є точка. За умови, що картинка знаходиться на екрані, точка називається пікселем. Кожен з пікселів зображення володіє своїми параметрами: кольором і розташуванням на полотні. Зрозуміло, що чим менше розміри пікселів і більше їх кількість, тим краще виглядає картинка.

Основна проблема растрового зображення - це великі обсяги даних.

Другий недолік растрової графіки - необхідність збільшити картинку для того, щоб розглянути деталі.

Крім того, при сильному збільшенні відбувається пикселизация зображення, тобто поділ його на пікселі, що в значній мірі спотворює ілюстрацію.

Векторна графіка

Елементарної складової векторної графіки є лінія. Природно, що в растровій графіці теж присутні лінії, проте вони розглядаються як сукупність точок. А у векторній графіці все, що намальовано, є сукупністю ліній.

Цей тип комп`ютерної графіки ідеальний для того, щоб зберігати високоточні зображення, такі як, наприклад, креслення і схеми.

Інформація у файлі зберігається не як графічне зображення, а у вигляді координат точок, за допомогою яких програма відтворює малюнок.

Відповідно, для кожної з точок лінії резервується один з осередків пам`яті. Необхідно зауважити, що у векторній графіці обсяг пам`яті, займаний одним об`єктом, залишається незмінним, а також не залежить від його розміру і довжини. Чому так відбувається? Тому що лінія в векторній графіці задається у вигляді декількох параметрів, або, простіше кажучи, формулою. Що б ми не робили з нею надалі, в комірці пам`яті будуть змінюватися лише параметри об`єкта. Кількість осередків пам`яті залишиться колишнім.

Таким чином, можна прийти до висновку, що векторні файли, у порівнянні з растровими, займають набагато менший обсяг пам`яті.

Тривимірна графіка

3D-графіка, або тривимірна графіка, вивчає методи і прийоми створення об`ємних моделей об`єктів, максимально відповідні реальним. Подібні зображення можна розглянути з усіх боків.

Гладкі поверхні і різноманітні графічні фігури використовуються з метою створення об`ємних ілюстрацій. З їх допомогою художник створює спочатку каркас майбутнього об`єкта, а потім поверхню покривають такими матеріалами, які візуально схожі на реальні. Далі роблять гравітацію, освітлення, властивості атмосфери та інші параметри простору, в якому знаходиться зображуваний об`єкт. Потім, за умови, що об`єкт рухається, задають траєкторію руху і його швидкість.

Фрактальна графіка

Фракталом називається малюнок, що складається з однакових елементів. Велика кількість зображень є фракталами. Приміром, сніжинка Коха, безліч Мандельброта, трикутник Серпінського, а також «дракон» Хартера-Хейтчея.

Фрактальний малюнок можна побудувати або за допомогою якого-небудь алгоритму, або шляхом автоматичного створення зображення, яке здійснюється шляхом обчислень по заданих формулах.

Модифікація зображення відбувається при внесенні змін в структуру алгоритму або зміні коефіцієнтів у формулі.

Головною перевагою фрактальної графіки є те, що у файлі зображення зберігаються тільки формули і алгоритми.

Області застосування комп`ютерної графіки

Однак необхідно зауважити, що виділення даних напрямків вельми умовно. Крім того, воно може бути деталізовано і розширено.

Отже, перерахуємо основні галузі комп`ютерної графіки:

1) моделювання;

2) проектування;

3) відображення візуальної інформації;

4) створення користувальницького інтерфейсу.

Де застосовується комп`ютерна графіка?

В інженерному програмуванні широко використовується тривимірна комп`ютерна графіка. Інформатика в першу чергу прийшла на допомогу інженерам і математикам. Засобами тривимірної графіки відбувається моделювання фізичних об`єктів і процесів, наприклад, в мультиплікації, комп`ютерних іграх і кінематографі.

Растрова графіка широко застосовується при розробці поліграфічних та мультимедійних видань. Дуже рідко ілюстрації, які виконуються засобами растрової графіки, створюються за допомогою комп`ютерних програм вручну. Найчастіше з цією метою користуються відскановані зображення, які митець виготовив на фотографії або папері.

У сучасному світі широко застосовуються цифрові фото- і відеокамери з метою введення растрових фотографій в комп`ютер. Відповідно, переважна більшість графічних редакторів, які призначені для роботи з растровою графікою, орієнтовані не на створення зображень, а на редагування і обробку.

Растрові зображення застосовуються в інтернеті в тому випадку, якщо є необхідність передати всю колірну гамму.

А ось програми для роботи з векторною графікою, навпаки, найчастіше використовуються з метою створення ілюстрацій, якщо для обробки. Подібні засоби нерідко використовують у видавництвах, редакціях, дизайнерських бюро та рекламних агентствах.

Засобами векторної графіки набагато простіше вирішуються питання оформлювальних робіт, які засновані на застосуванні найпростіших елементів і шрифтів.

Безперечно, існують приклади векторних високохудожніх творів, однак вони є скоріше винятком, ніж правилом, з тієї простої причини, що підготовка ілюстрацій засобами векторної графіки надзвичайно складна.

Для автоматичного створення зображень за допомогою математичних розрахунків створено програмні засоби, що працюють з факторіальною графікою. Саме в програмуванні, а не в оформленні або малюванні складається створення факторіальною композиції. Факторіальна графіка рідко застосовується з метою створення електронного або друкованого документа, проте її нерідко використовують у розважальних цілях.