Компютърна графика, компютърни графични системи. Графични страници

Въведение в компютърната графика

Определение на компютърната графика
Според термините на ISO компютърната графика е съвкупност от методи и средства за преобразуване на данни в графична форма на представяне и от графична форма на представяне с помощта на компютър.

Области на приложение на компютърната графика

• Системи за автоматично проектиране (CAD)
• Техники за презентации
• Компютърно изкуство
• Обучение
• Визуализация
• Графични потребителски интерфейси

Основни направления в КГ

Основно направление    Синтез на графичния образ (генерираща компютърната графика)    Анализ на графичния образ (разпознаване на образи)    Обработка на графичния образ

Обзор на компютърните графични системи

Видеодисплеи

Основна структура - Cathode Ray Tube (CRT)
Интензитетът на електронния лъч може да се управлява с графични софтуерни команди.
Разделителна способност - максималния брой точки, които могат да се осветят по екрана, без да се препокриват, например 640х480 или 1280х1024.
Aspect Ratio (Коефициент на пропорционалност) - отношение на броя на вертикалните към броя на хоризонталните точки, необходими за генериране на отсечки с еднаква дължина.

Основни видове дисплеи

• Векторни дисплеи
• Картината се съхранява в дисплеен файл като набор от координати, изграждащи отсечки.
• Растерни дисплеи
• Образът се съхранява в област от паметта - буферна памет (видео буфер, видео памет).
• Пиксел - най-малкият елемент от картината, за който може да се зададе отделен цвят или интензитет (атрибут на пиксела). Атрибутите на пикселите се съхраняват по редове, един ред от пиксели се нарича сканираща линия.

Обхватът на интензитета се определя от размера на паметта, заделена за един пиксел.

Цветни дисплеи

Режими на работа на дисплеите

Таблица на цветовете (LookUp Table)

Избират се 256 цвята (образуващи текущата палитра) от 224 възможни цвята.

Примери в BGI:

SetColor(5);    {В буферната памет като стойност за атрибутите на пикселите се записва 5}
SetPalette(5, Red);    {Сменя цвят с индекс 5 в таблицата на цветовете с червен за режим с 16 цвята}
SetRGBPalette(19, $08, $00, $FC);    {Сменя цвят с индекс 19 в таблицата на цветовете с оттенък на виолетовия за режим с 256 цвята }

Системи за растерно сканиране

Координатна система - пикселът в горния ляв ъгъл има координати (0,0), x расте надясно от 0 до xmax, а y - надолу от 0 до ymax. В BGI стойностите на xmax и ymax могат да се получат с функциите GetMaxX и GetMaxY.

Графични страници - всяка графична страница съдържа атрибутите на всички пиксели от екрана.

Пример за BGI:

SetActivePage(1);    {Пренасочва изхода към графична страница 1}
SetVisualPage(1);    {Извежда на екрана съдържанието на графична страница 1}

Технологии на компютърната графика
Модели на изображението

Текст
ASCII (8-битов) код: 28 кодови комбинации
Unicode (16-битов): включва ASCII като подмножество от всичките 216 кодови комбинации.

• Графика
• Пиксел - точка върху отпечатана страница или екрана.
• Атрибути на пиксела (описание за яркостта и цвета на всеки пиксел - RGB).
• Режими за дисплейване и отпечатване
• Текстов - с вариране на широчини и броя на редовете.
• Графичен - точкова графика (bitmap), на всеки пиксел отговаря код.
• Растерни и векторни модели
• Битмап (растерни модели)

Изображението се описва като масив от пиксели (bitmap).
Разделителна способност (определя се от размерите и броя на пикселите).
VGA екран от 640х480 пиксели (307200) изисква 38,4 KB данни в ч/б режим. При 256 цвята (8 бита за пиксел) се изискват 8х38,4 KB.
Приложни програми - PaintBrush, Adobe Photoshop.

Обектно-ориентирана графика (векторни модели)

Изображението се описва векторно, с математически уравнения и зависимости (отсечки, окръжности, многоъгълници и криви)
Вектор 320,240 задава пиксел в центъра на VGA екран (640х480)
Приложни програми - програми за чертане (CorelDRAW, Micrografx Designer, 3DStudio MAX), CAD програми (AutoCAD), текстообработващи редактори и програми за електронни таблици (Microsoft Word, Excel, Lotus).
Предимства на векторната графика - малки размери на файловете, хардуерна независимост и описание с помощта на процедурни езици за програмиране.
Хардуерна независимост на моделите на изображенията - описание на файл, позволяващо изход при максимална разрешаваща способност на устройството (векторната графика е хардуерно независима, а растерната - не).

Графични файлови формати

Формати, използващи различни методи за описание на графичните изображения (за битмап или векторна графика, с възможност за компресиране).

Битмап файлови формати
BMP (BitMaP): Използва се за Windows платформа. Съхранява данните за пикселите отдолу нагоре, в последователност “червено-зелено-синьо”. Компресиране не се прилага – с големи размери.
GIF (Graphics Interchange Format): Използва 8 бита за кодиране на цветовете. Удобни за WEB приложения (поддържат и прозрачност).
JPEG (Joint Photographic Experts Group): Поддържа 24-битова информация за цвета, с компресиране. Най-често използван за WEB.
PNG (Portable Network Graphics) – развитие на GIF формата. Поддържа 24-битова информация за цвета, с по-добро компресиране от GIF, възможност за прозрачни изображения. Не се поддържа още от всички браузери.
TIFF (Tagged Image File Format) на Aldus (сега Adobe)и Microsoft. Поддържа 8-битов код на сивото (256 степени), 24-битови цветни изображения. Големи по обем.
6.2.2    Обектно-ориентирани формати
PostScript на Adobe за PageMaker на Adobe, за Macintosh, LazerWriter.
3DS на 3Dstudio Max.
AL на Adobe Illustrator.
DWG (DraWinG) и DXF (Drawing Interchange File – текстово описание) на AutoCAD.
WRL за стандарта VRML97 – текстово описание на векторни изображения.
6.2.3    Комбинирани битмап и обектно-ориентирани формати (метафайлове)
CGM (Computer Graphics Metafile), използван в програми за чертане (Harvard Graphics, CorelDRAW, Lotus Freelance, Arts & Letters и Micrografx Designer), програми за планиране на страници (Ventura Publisher и PageMaker), текстообработващи програми (WordPerfect и Word).
EPS (Encapsulated PostScript - капсулиран PostScript) е PostScript текстово описание на графично изображение, придружен от представяне с ниска разделителна способност за извеждане на изображението.
PICT (PICTure) - Macintosh векторен формат, използван главно за растерни изображения, но поддържа и векторни описания.

Изобразяване на текст

• Растерни шрифтове (bitmap fonts)
• Щрихови шрифтове (stroke fonts)
• Контурни шрифтове (outline fonts)

Представяне на координатни системи
Локални (моделиращи )координатни системи
В тях се описват отделните обекти, изграждащи графичната сцена - произволни реални числа, представящи метри, микрони, светлинни години и т.н.
Световна координатна система (пространство на обектите)
Графичните обекти се разполагат в общата сцена след моделиращи трансформации. Световните координати са също произволни реални числа, представящи метри, микрони, светлинни години и т.н.
Нормализирана координатна система
Координати в границите от 0 до 1.
Координатна система в координати на изходното устройство (пространство на образите)
Координатите на изходното устройство са екранни координати, координати на принтер, плотер и т.н. Например екранните координати са в обхвата
от (0,0) до (xmax, ymax).

Web design and SEO topics: графика, Компютри

Leave a Comment