Компьютерная графика — совокупность методов создания и редактирования изображений с помощью прикладного ПО на вычислительных машинах.
На сегодняшний день тяжело представить себе мир без компьютерной графики. Ведь в любой области жизни общества компьютерная графика находит свое применение. Архитекторы используют графику при новых проектировании зданий, мультипликаторы - при создании мультфильмов.
Графика применяется в печатных изданиях: книгах, журналах или
газетах. Что бы привлечь внимание читателей создаются красочные обложки книг и журналов, а также иллюстрации, которые помогают читателю наиболее полно представить себе содержание прочитанной информации. Так же графика используется для оформления документов. Это всевозможные логотипы фирм, предприятий и организаций. Очень широко компьютерная графика используется для создания рекламы, без которой уже трудно представить нашу жизнь. Это реклама на телевидении, создаваемая в виде анимации, реклама в газете. И чем ярче реклама, тем больше шансов привлечь к себе внимание.
Изображения, используемые графическом дизайне печатных
материалов, часто создаются на компьютерах, как и неподвижные и движущиеся изображения, которые можно увидеть в комиксах и анимации.
Реалистичные изображения, наблюдаемые и управляемые в электронных играх и компьютерных симуляциях, не могут быть созданы или поддерживаться без расширенных возможностей современной компьютерной графики.
Даже графический пользовательский интерфейс на базе Windows, ставший теперь обычным средством взаимодействия с бесчисленным количеством компьютерных программ, является продуктом компьютерной графики.
Изображения обладают высокой информативностью, как с точки зрения
теории информации (биты, необходимые для представления изображений) и с точки зрения семантики (т. е. значения, которое изображения могут передать зрителю).
По способам создания изображений графику можно разделить на:
- Растровою
- Векторную
- Фрактальную
- 3D графику
Растровая графика представляет изображения в виде растровых изображений, хранящихся в памяти компьютера и отображаемых на экране, состоящем из пикселей.
Каждый пиксель представлен одним или несколькими битами памяти.
Одного бита на пиксель достаточно для черно-белых изображений, а четыре бита на пиксель определяют 16-шаговое изображение в оттенках серого.
Восемь бит на пиксель задают изображение с 256 уровнями цвета; так называемы «истинный цвет» требует 24 бита на пиксель (определяя более 16 миллионов цветов). При таком разрешении или битовой глубине для полноэкранного изображения требуется несколько мегабайт (миллионов байтов; 8 бит = 1 байт) памяти. С 1990-х растровая графика стала повсеместной.
Персональные компьютеры теперь обычно оснащены выделенной
видеопамятью для хранения растровых изображений с высоким разрешением.
Растровые графические редакторы: Adobe Photoshop, Paint (системное ПО Microsoft Windows).
Растровые форматы файла: BMP, GIF, JPEG и TIFF.
Векторная графика используется для построения изображений из
отрезков прямых линий, которые объединялись для отображения на специализированных компьютерных видеомониторах.
Векторная графика экономична в использовании памяти, поскольку весь
линейный сегмент определяется просто координатами его конечных точек.
Однако он не подходит для высокореалистичных изображений, так как
большинство изображений имеют по крайней мере несколько изогнутых краев, а использование всех прямых линий для рисования изогнутых объектов приводит к заметному эффекту «ступеньки».
Векторное изображение или геометрическое изображение представляет
изображение математически с помощью геометрических примитивов, таких
как точки, линии, кривые и многоугольники.
В некотором смысле можно рассматривать векторное изображение как
хранилище информации о формах на изображении, а не само необработанное изображение.
Примером векторного изображения, которое мы обычно используем, является текстовый шрифт, такой как Arial или Helvetica. Хотя большинство из нас не стали бы думать о шрифте в смысле «изображения», шрифт отвечает всем критериям векторного изображения: каждый символ описывается серией геометрических кривых и преимуществами векторных изображений: он не зависит от масштаба, т.е. шрифт можно масштабировать до любого размера без потери резкости или детализации.
Векторные графические редакторы: Adobe Illustrator, CorelDRAW.
Векторные форматы файла: WMF, AI, EPS и SVG.
Фрактальная графика - это форма компьютерной графики, которая основывается на создании и визуализации фракталов. Фракталы представляют собой графические структуры или изображения, которые обладают самоподобием на различных уровнях масштаба. Это означает, что части фрактала подобны целому, и этот паттерн повторяется бесконечно при увеличении или уменьшении масштаба.
Фракталы генерируются с помощью математических алгоритмов и компьютерных программ. Они могут иметь разнообразные формы и структуры, такие как множества Мандельброта, фрактальные деревья, кривые Хофстедера и многое другое. Фрактальная графика может быть использована для создания красивых и сложных визуальных образов, которые часто отображают глубину и детализацию природных форм и структур.
Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Из всех типов фракталов наиболее наглядными являются геометрические фракталы. Перефразируя это определение, можно сказать, что в простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всём фрактале.
Фрактальные графические редакторы: Adobe Photoshop, CorelDRAW, Fractal Explorer.
Фрактальные форматы файла: POV, FRP, FRI, FRS, FR3, FR4 и др.
3D-графика (или трехмерная графика) - это метод создания изображений или видео с помощью моделирования объектов в трёх измерениях. Это означает, что объект должен иметь высоту, длину и ширину. В отличие от двухмерной графики, которая ограничена только двумя осями (x и y), трехмерная графика добавляет третью ось (z), что позволяет создавать объемные и реалистичные изображения.
Для получения трёхмерного изображения требуются следующие шаги:
Моделирование - создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней;
Текстурирование - назначение поверхностям моделей растровых текстур
Освещение - установка и настройка источников света;
Анимация - придание движения объектам;
Рендеринг - построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью;
Композитинг - доработка изображения;
3D-редакторы: 3DMAX, Blender, Unity.
Форматы 3D-графики: STL STEP OBJ и прочие.
