4. Представление графической информации.

Компьютерная графика — это специальная область информатики, изучающая методы и способы создания и обработки изображений на экране компьютера с помощью специальных программ. В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую и векторную. Кроме того выделяют другие типы графики, например, трехмерную (3D), изучающую приемы и методы построения объемных объектов в пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способ формирования изображения.

Растровая и векторная графика создается в специальных программах — графических редакторах и процессорах. Например, программы Paint и Gimp являются растровыми, а Inkscape — векторым.

Растровая графика. Растровое изображение представляет картину, состоящую из массива точек на экране, имеющих такие атрибуты как координаты и цвет. Пиксель – наименьший элемент изображения на экране компьютера. Размер экранного пикселя приблизительно 0,0018 дюйма.

Растровый рисунок похож на мозаику, в которой каждый элемент (пиксель) закрашен определенным цветом. Этот цвет закрепляется за определенным местом экрана. Перемещение фрагмента изображения "снимает" краску с электронного холста и разрушает рисунок.

Информация о текущем состоянии экрана хранится в памяти видеокарты. Информация может храниться и в памяти компьютера - в графическом файле данных.

Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Число цветов (К), воспроизводимых на экране дисплея, зависти от числа бит (N), отводимых в видеопамяти под каждый пиксель:

K=2^N

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам (RGB – красный-зеленый-синий) могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, т.е. для каждого из цветов возможны K = 2⁸ = 256 уровней интенсивности, а всего возможно кодирование 2²⁴ » 16,5 млн. различных цветов, такой режим представления графики называют полноцветным (True Color).

Векторная графика. В векторной графике изображение состоит из простых элементов, называемых примитивами: линий, окружностей, прямоугольников, закрашенных областей. Границы областей задаются кривыми. Файл, отображающий векторное изображение, содержит начальные координаты и параметры примитивов – векторные команды. Самым близким аналогом векторной графики является графическое представление математических функций. Например, для описания отрезка прямой достаточно указать координаты его концов, а окружность можно описать, задав координаты центра и радиус. Информация о цвете объекта сохраняется как часть его описания, т.е. тоже в векторной команде.

Векторные команды сообщают устройству вывода о том, что необходимо нарисовать объект, используя заложенное число элементов-примитивов. Чем больше элементов используется, тем лучше этот объект выглядит.

Приложения для создания векторной графики широко используются в области дизайна, технического рисования, оформительских работ. Элементы векторной графики имеются также в текстовых процессорах. В этих программах одновременно с инструментами рисования и командами предусмотрено специальное программное обеспечение, формирующее векторные команды, соответствующие объектам, из которых состоит рисунок.

Достоинства векторной графики:

• Векторные изображения занимают относительно небольшой объем памяти.

• Векторные объекты могут легко масштабироваться без потери качества

Недостатки векторной графики

Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.

Векторные изображения описываются тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (принтеру). Чаще всего изображение на бумаге выглядит не так как на экране монитора.

4. Понятие алгоритма и его свойства.

Под алгоритмом понимают конечную совокупность точно сформулированных правил, которые позволяли решать те или иные классы задач. Основные свойства такого «интуитивного» понятия алгоритма:

1) Дискретность. Это свойство означает, то что алгоритм должен быть разбит на отдельные достаточно простые действия, причем выполнение каждого шага начинается после завершения предыдущего;

2) Массовость. Подразумевается, что алгоритм позволяет решать не одну конкретную задачу, а некоторый класс задач данного типа, но при этом обеспечивается возможность изменения исходных данных в определенных пределах;

3) Детерминированность. Процесс применения правил к исходным данным (путь решения задачи) однозначно определен;

4) Результативность. На каждом шаге процесса известно, что считать результатом этого процесса, а сам процесс должен прекратиться за конечное число шагов.

В общем случае при составлении алгоритма конкретной задачи актуальное значение имеет такое представление алгоритма, которое позволяет наиболее быстро реализовать его механизированным путем, в частности, с помощью ЭВМ. При этом для решения задачи с помощью ЭВМ ее необходимо запрограммировать, т. е. представить алгоритм решения задачи в виде последовательности команд, которые может выполнять машина. Однако процесс записи алгоритма в виде последовательности машинных команд очень длительный и трудоемкий. Его также можно автоматизировать, если использовать для записи алгоритмов алгоритмические языки, представляющие собой набор символов и терминов, связанных синтаксической структурой. Алгоритмы, записанные на алгоритмическом языке, автоматически с помощью специальной программы-транслятора переводятся в машинные программы для конкретной ЭВМ.

Алгоритм — конечный набор правил или команд (указаний), позволяющий исполнителю решать любую конкретную задачу из некоторого класса однотипных задач.

Исполнителем может быть человек, группа людей, станок, компьютер и др.

Основными формами представления алгоритма являются: словесное описание, псевдокод, блок-схема, алгоритмический язык программирования.