ALL

Введение

Введение

•КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА (машинная графика; CG, Computer Graphics), создание, обработка графических изображений, их отображение (например, на экране монитора, в виде твердых копий) и манипулирования ими с использованием вычислительной техники.

•Компьютерная графика (КГ) обязана своим появлением возможности ЭВМ (точнее периферийных устройств) осуществлять вывод информации в заданные программой участки или точки поля вывода. На раннем этапе применения вычислительной техники для визуализации информации это были простые графики, построенные звездочками, точками или буквой X.

•Мы должны рассмотреть, как

–изображения представляются в КГ;

–изображения готовятся для визуализации;

–предварительно подготовленные изображения рисуются;

–осуществляется взаимодействие с изображением.

•Машинная графика непосредственно связана с разработкой, производством и эксплуатацией электронной аппаратуры. Электронная индустрия - наиболее быстро развивающаяся отрасль промышленности. Поэтому даже самые удачные разработки быстро устаревают.

Стандартизация в КГ

•Следствием этого является стремление разделить графические алгоритмы, имеющие непреходящую ценность и воплощенные в программном обеспечении, и графические устройства на основе стандартизации методов доступа программ к графическим устройствам.

•Основная цель стандартизации – обеспечение переносимости программного обеспечения, включает подцели:

–- переносимость прикладных программ;

–- независимость от устройств;

–- переносимость графических данных.

•Таким образом, выделяются как минимум три различных стандарта, соответствующие подцелям :

•1)базовая графическая система, обеспечивающая изоляцию прикладных программ от специфики графических устройств;

•2)протокол виртуального графического устройства, обеспечивающий изоляцию самой базовой графической системы от специфики устройств и, следовательно, возможность быстрого подключения новых устройств;

•3)протокол представления графической информации для ее хранения во внешней памяти, обеспечивающий изоляцию базовой графической системы от формата графических данных.

Стандартизация

•Второй и третий стандарты являются стандартами низкого уровня по отношению к первому, и поэтому было решено вначале разработать и утвердить стандарт на базовую графическую систему. В июне 1984 г. Международной организацией по стандартизации (International Standard Organisation - ISO) был принят первый стандарт на базовую графическую систему GKS

(Graphics Kernel System).

•Система GKS определена как набор функций, независимых от языка реализации, однако авторы стандарта указывают на то, что при использовании системы из конкретного языка желательно учитывать его специфику. В связи с этим разработана серия международных стандартов привязки GKS к наиболее распространенным языкам программирования - Фортрану, Паскалю, Аде, Си и т.д.

•Стандартизация в машинной графике низкого уровня требует двух стандартов - графического метафайла и графического интерфейса.

•Стандартизация графического интерфейса, то есть методов доступа программ к графическим устройствам, позволяет создавать графические программы, переносимые между различными устройствами. Это достигается за счет того, что между программой и каждым графическим устройством помещаются специальные драйверы, которые обеспечивают одинаковость этих устройств для программы. В качестве такого стандарта ISO был принят стандарт CGI (Computer

Graphics Interface).

•Стандартизация графического метафайла позволяет организовать взаимодействие различных графических систем через общие файлы графических данных. При этом физическая среда хранения таких файлов не имеет значения. Таким стандартом является принятый ISO стандарт

CGM (Computer Graphics Metafile).

Разновидности машинной графики

•Двухмерная графика (2D — от англ. two dimensions — «два измерения»)

компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Обычно КГ разделяют на векторную и растровую, хотя обособляют ещё и фрактальный тип представления изображений.

•Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Например, точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также, как общий случай, кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.

•Изображение в векторном может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Каждое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. Но не всякое изображение можно представить как набор из примитивов.

Разновидности машинной графики

•Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.

•Без особых искажений растровые изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали изображения при этом исчезнут, в отличии от векторного представления. Увеличение растровых изображений приводит к увеличенным цветным квадратам, которые раньше были пикселями.

•В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки:

–больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями,

–потери при редактировании.

•Фрактальная графика — объекты, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями. Фракталы слабо применимы к изображениям вне конкретных классов.