Компьютерная графика систем автоматизации

Компьютерная графика

Компьютерная графика включает в себя следующие основные понятия:

1. Разрешение экрана - свойство компьютерной системы и операционной системы, измеряемое в пикселях и определяющее размер изображения, которое может полностью поместиться на экране.
2. Разрешение принтера - свойство, которое выражает количество точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Разрешение принтера измеряется в dpi и определяет размер изображения при заданном качестве или качество изображения при заданном размере.
3. Разрешение изображения. Разрешение изображения измеряется в точках на дюйм и устанавливается при его создании в графическом редакторе или при помощи сканера.
4. Цветовое разрешение, определяющее метод кодирования цветовых данных.
5. Цветовая модель, представляющая собой способ разделения оттенка на составляющие.
6. Цветовая палитра, которая представляет собой таблицу данных, где хранятся данные о том, каким кодом закодирован какой-либо цвет.

Приложения современной компьютерной графики разнообразны. Для каждого из них создается специальное программное обеспечение - графическая программа или графический пакет. К основным направлениям компьютерной графики, которые, в том числе, используются в современных автоматизированных системах относятся:

1. Компьютерная анимация - получение движущихся изображений на дисплее.
2. Научная графика, назначение которой заключается в визуализации объектов научных исследований, графической обработке результатов расчетов.
3. Рекламная и художественная графика.
4. Деловая графика, которая предназначена для создания иллюстраций.
5. Иллюстративная графика.
6. Конструкторская графика.

Компьютерная графика в системах автоматического управления

Компьютерная графика является неотъемлемой частью систем автоматизации. Она используется для визуализации процессов управляемого технологического процесса, при проектировании в системах автоматического проектирования и т.п. Самым распространенными направлениями являются компьютерная анимация, иллюстративная и конструкторская графика. В автоматизированных системах используется:

1. Двухмерная графика, которая классифицируется по типу представления графических данных: векторная, растровая и фрактальная. Изображение в векторной графике представляется как набор графических примитивов. В большинстве случаев ими являются точки, прямоугольники, окружности, прямые, а также кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются атрибуты, такие как цвет заполнения, толщина линий. Рисунок хранится в виде набора координат, векторов и прочих чисел, которые характеризуют набор примитивов. Во время воспроизведения перекрывающихся объектов имеет значение их порядок. Растровая графика оперирует матрицей пикселей. Каждому из них сопоставляется значение яркости, прозрачности, цвета или комбинации этих значений. В таком виде представимо любое изображение, но такой способ хранения имеет некоторые недостатки: потери при редактировании, а также большой объем памяти, который необходим для работы с изображениями. Фрактал представляет собой объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для подробного описания которых требуется относительно маленький объем памяти.
2. Трехмерная графика, которая оперирует с объектами в трехмерном пространстве. Как правило результат представляет собой плоскую картинку, проекцию. Она может быть воксельной и полигональной. Воксельная графика аналогична растровой. В этом случае объект состоит из набора трехмерных фигур, в большинстве случаев кубов. В полигональной графике объекты представляются как набор поверхностей, минимальная из которых называется полигон. В большинстве случаев в качестве полигона выбираются треугольники. Визуальными преобразованиями в полигональной графике управляют матрицы, которые могут быть трех видов: матрица сдвига, матрица поворота и матрица масштабирования.
3. CGI-графика. В этом случае изображения получаются в результате расчета.