Компьютерная графика — это деятельность по созданию и редактированию изображений (рисунков, фотографий, схем и т. д.) при помощи компьютеров и специального программного обеспечения.
Типы компьютерной графики
Известны следующие типы компьютерной графики:
- Растровая графика.
- Векторная графика.
- Фрактальная графика.
Их отличия состоят в методиках формирования графических изображений на дисплее или при печати на бумажных носителях.
При растровом способе изображение создаётся с помощью набора разноцветных точек. Растровая графика применяется при создании мультимедийных изображений и полиграфических изданий. Изображения, которые сформированы растровым инструментарием, почти никогда не реализуются вручную при посредстве специальных программ. Как правило, в растровой графике используются сканы с иллюстраций, подготовленные художниками, или сканы с фотографий.
Иногда растровые изображения могут быть считаны с цифровых фото или видео камер. Фактически все графические редакторы, служащие для обработки растровых иллюстраций, имеют своей целью не формирование картинок, а на их корректирование. На интернет-сайтах, как правило, применяются только растровые форматы изображений.
Векторной методикой является создание изображений из набора отрезков прямых и дугообразных линий. В данном случае под вектором следует понимать комплекс информационных данных, характеризующих выбранный объект. Программные продукты, предназначенные для обработки векторной графики, служат, прежде всего, для создания собственно изображений и совсем немного для их редактирования. Эти программы часто используются в рекламных фирмах, компаниях, которые занимаются дизайном, в редакционных и издательских предприятиях. Выполнить работы по оформлению, которые основаны на применении различных шрифтов и упрощённых компонентов геометрии, можно намного быстрее и проще с помощью методов векторной графики.
Программные продукты для использования фрактальной графики служат для автоматического генерирования иллюстраций с помощью математических вычислений. Формирование фрактальных художественных иллюстраций состоит не в том, чтобы их нарисовать или осуществить их оформление, а в создании необходимых программ.
Фрактальная графика по аналогии с векторной является вычисляемой графикой, но отличается от нее тем, что сформированные картинки можно не сохранять в их конечном виде в компьютерной памяти - изображение будет формироваться при работе программы в соответствии с заданным математическим выражением или системой уравнений. Это означает, что ничего, за исключением созданной ранее формулы, сохранять не нужно. Для коррекции изображения в нужную сторону, следует всего лишь изменить некоторые константы (коэффициенты) в формуле. Свойство фрактальной графики формировать прообразы природных картин математическими формулами, часто используют для автоматической генерации не тривиальных картинок.
Основы компьютерной графики
Двумерная компьютерная графика может быть классифицирована по типу выражения графических информационных данных, и вытекающими из этого алгоритмами работы с изображениями. Обычно компьютерную графику делят на векторную и растровую с отдельным выделением фрактальной методики формирования изображений.
В векторной графике изображения создаются как набор геометрически примитивных фигур. Обычно в качестве таких фигур выступают точки, отрезки прямых и кривых линий, окружностей, прямоугольников и тому подобное. Параметрами изображений являются некие атрибуты, например, толщина линий, цветовое наполнение. Изображение может сохраняться в формате набора координат, векторных и других величин, характеризующих комплекс примитивных фигур.
Когда выполняется воспроизведение перекрывающихся объектов, очень важен порядок их расположения. Изображения, выстроенные из совокупности векторов, считаются очень удобными для редактирования. Такие изображения можно поворачивать, деформировать, менять масштаб без потери качества, и, помимо этого, можно осуществлять имитацию трёхмерного изображения. Все эти процедуры могут быть исполнены значительно более просто в векторной графике по сравнению с растровой. Это объясняется тем, что все эти метаморфозы фактически исполняются удалением всей картинки или её фрагмента, а вместо неё создаётся новое изображение. Математические выражения, которые описывают векторные рисунки, не меняется, изменяются только значения некоторых переменных или их коэффициенты. При редактировании изображения в растровом формате, исходными данными являются только характеристики пиксельного набора, поэтому и может появиться проблема замены небольшого числа пикселей на их увеличенное количество при увеличении масштаба, или, наоборот, при реализации обратной процедуры. Наиболее простым способом считается замена одного из пикселей на их некоторое количество с таким же цветовым окрасом. Самые передовые методы используют интерполяционные алгоритмы, в которых вновь добавленным пикселям назначают определённый цвет. Код данного цвета вычисляется на основе цветовых кодов соседних точек. При помощи такого метода реализуется изменение масштаба изображения в редакторе Adobe Photoshop. Этот метод именуется билинейной и бикубической интерполяцией.
Следует отметить, что не всякое изображение можно преобразовать в набор примитивных фигур. Данную методику удобно использовать при формировании схем, создании шрифтов с возможностью масштабирования, графики делопроизводства. Она также используется при прорисовывании мультфильмов и простых видеороликов разного назначения.
В растровой графике могут использоваться двумерные массивы пикселей или матрицы. Каждый пиксель обладает набором параметров, таких как яркость, цветовой окрас, прозрачность, а иногда и комбинацией из этих параметров.
