Комп'ютерна графіка та мультимедіа. Графіка та мультимедіа
Міністерство освіти Республіки Білорусь
Заклад освіти
«Барановичський державний університет»
Факультет підвищення кваліфікації та перепідготовки кадрів у сфері економіки та освіти
Кафедра інформаційних систем та технологій
КУРСОВА РОБОТА
з дисципліни Методика викладання інформатики
Тема:
Виконавець:
Слухач гр. 206
Спеціальність «Інформатика»
Бєлік Тетяна Сергіївна
Керівник:
Викладач
Головнич Тетяна Віталіївна
Барановичі 2007
Вступ................................................. ................................................. 2
Глава 1 Мультимедіа: поняття, склад, застосування............................. 5
1.1. Вимоги до змісту курсу....................................................... 5
1.2. Мультимедіа. Склад: медіа: текст, графіка, звук, анімація, відео. Застосування мультимедійних технологій................................................ 6
1.3. Апаратні та програмні засоби мультимедіа-технологій.. 9
1.4. Звук у мультимедіа. MIDI-звук та цифровий звук. Програвання мелодій зі звукових компакт-дисків за допомогою універсальних програмних засобів. Запис мови в цифровий файл та прослуховування мови................................................... 16
1.5. Текст у мультимедіа....................................................................... 20
1.6. Графіка в мультимедіа.................................................................. 21
1.7. Анімація в мультимедіа................................................................. 25
РОЗДІЛ 2. Використання програмного забезпечення
для створення презентацій............................................... .......................... 30
2.1. Використання програмного забезпечення
для створення презентацій...................................................................... 30
2.2 Етапи роботи над презентацією............................................... 33
2.3 Знайомство з основними елементами програми...................... 34
2.4 Вибір способу створення презентації......................................... 38
2.5 Введення тексту.................................................................................. 39
2.6 Додавання звуку............................................................................ 43
2.7 Додавання графічних об'єктів............................................... 44
2.8 Застосування ефектів анімації................................................. 47
2.9 Налаштування та представлення презентації.................................. 48
Висновок................................................. ......................................... 52
Список використаних джерел.................................. 56
Додаток................................................. ......................................... 57
Вступ
В даний час у світі спостерігається новий етап комп'ютеризації різних видівдіяльності, спричинений розвитком мультимедіа (multimedia) технологій. Графіка, анімація, фото, відео, звук, текст в інтерактивному режимі роботи створюють інтегроване інформаційне середовище, в якому користувач набуває якісно нових можливостей. Найширше застосування мультимедіа технології знайшли в освіті – від вузівських аудиторій до домашніх умов. Мультимедіа продукти успішно використовуються в різних інформаційних, демонстраційних та рекламних цілях, впровадження мультимедіа у телекомунікації стимулювало бурхливе зростання нових застосувань.
Безперечною перевагою та особливістю технології є такі можливості мультимедіа, які активно використовуються у поданні інформації:
· Можливість зберігання великого обсягу найрізноманітнішої інформації на одному носії (до 20 томів авторського тексту, близько 2000 і більш високоякісних зображень, до 60 хвилин відео, до 7 годин звуку);
можливість збільшення (деталізації) на екрані зображення або його найцікавіших фрагментів, іноді в двадцятикратному збільшенні (режим «лупа») при збереженні якості зображення. Це особливо важливо для презентації творів мистецтва та унікальних історичних документів;
· Можливість порівняння зображення та обробки його різноманітними програмними засобами з науково-дослідними або пізнавальними цілями;
· можливість виділення у супроводжуючому зображення текстовому або іншому візуальному матеріалі «гарячих слів (областей)», за якими здійснюється негайне отримання довідкової або будь-якої іншої пояснювальної (у тому числі візуальної) інформації (технології гіпертексту та гіпермедіа);
· Можливість здійснення безперервного музичного або будь-якого іншого аудіосупроводу, що відповідає статичному або динамічному візуальному ряду;
· Можливість використання відеофрагментів з фільмів, відеозаписів і т.д., функції "стоп-кадра", покадрового "перегортання" відеозапису;
· Можливість включення у зміст диска баз даних, методик обробки образів, анімації та ін;
· Можливість підключення до глобальної мережі Internet;
· Можливість роботи з різними програмами (текстовими, графічними та звуковими редакторами, картографічною інформацією);
· Можливість створення власних «галерей» (вибірок) з інформації, що подається в продукті;
· можливість «запам'ятовування пройденого шляху» та створення «закладок» на екранній «сторінці», що зацікавила;
· можливість автоматичного перегляду всього змісту продукту («слайд-шоу») або створення анімованого та озвученого «путівника-гіда» по продукту («інструкції користувача, що говорить і показує»); включення до складу продукту ігрових компонентів з інформаційними складовими;
· Можливість «вільної» навігації за інформацією та виходу в основне меню, на повне зміст або зовсім з програми в будь-якій точці продукту.
Очевидно, що багаті можливості мультимедіа припускають найширше її застосування інформаційній сфері, а відповідно, потрібно все більша кількістьфахівців, які володіють цією технологією. Вивчення мультимедійних технологій поки що не входить до обов'язкового шкільного курсу інформатики, але ознайомлення з мультимедіа включено до профільного курсу інформатики для старшокласників.
Метою курсової роботиє розробка методичних рекомендацій щодо навчання старшокласників технології створення мультимедійних проектів засобами програми MS Power Point.
Глава 1
Мультимедіа: поняття, склад, застосування
Вимоги до змісту курсу
Вивчення мультимедіа-технологій у профільному курсі інформатики регламентовано освітнім стандартом «Інформатика» у розділі «Презентаційні технології» у складі змістової лінії «Комп'ютерні інформаційні технології».
Програмою з інформатики для загальноосвітніх шкіл ( підвищений рівень) вивчення мультимедійних технологій передбачено 11 годин. Основна мета навчання – познайомити учнів з мультимедійними технологіями та їх використанням під час підготовки комп'ютерних презентацій. До знань та вмінь учнів пред'являються такі вимоги:
Учні повинні знати:
поняття «мультимедіа»; апаратні та програмні засоби мультимедіа-технологій; можливості застосування мультимедійних технологій у різних сферах діяльності; компоненти мультимедіа; Відмінність MIDI-звуку від цифрового звуку, типи анімації.
Учні повинні вміти:
створювати комп'ютерну презентацію з використанням спеціалізованих програмних засобів; програвати мелодії звукових файлівна комп'ютері; записувати розмовну мову на комп'ютері та відтворювати її; використовувати ефекти анімації та будувати анімаційні картинки під час створення презентацій .
Пропонується відвести на розгляд основних тем наступну кількість годин:
1. Мультимедіа. Склад: медіа: текст, графіка, звук, анімація, відео. Застосування мультимедійних технологій. (1 год.)
2. Апаратні та програмні засоби мультимедіа-технологій. (2ч.)
3. Звук у мультимедіа. MIDI-звук та цифровий звук. Програвання мелодій зі звукових компакт-дисків за допомогою універсальних програмних засобів. Запис мови в цифровий файл та прослуховування мови. (1 год.)
4. Текст у мультимедіа. (1 год.)
5. Графіка у мультимедіа. (1 год.)
6. Анімація в мультимедіа. (2 год.)
7. Використання програмного забезпечення для підготовки комп'ютерних презентацій. (3 год.)
Мультимедіа. Склад: медіа: текст, графіка, звук, анімація, відео. Застосування мультимедійних технологій
Нині у сфері інформаційні технологіїнабула широкого поширення технологія мультимедіа. Використання в інтерактивному режимі роботи графіки, відео, тексту, звуку, анімації передбачає якнайширші можливості застосування мультимедіа-додатків.
Поява систем мультимедіа підготовлено як із вимогами практики, і з розвитком теорії. Однак різкий ривок, що стався в цьому напрямку за останні кілька років, забезпечений насамперед розвитком технічних і системних засобів. Це і прогрес у розвитку ПЕОМ: різко зрослий обсяг пам'яті, швидкодія, графічні можливості, характеристики зовнішньої пам'яті, досягнення у галузі відеотехніки, лазерних дисків- аналогових та CD-ROM, а також їх масове впровадження. Важливу роль зіграла також розробка методів швидкого та ефективного стиснення/розгорнення даних.
Розробці мультимедійних продуктів приділяється багато уваги, особливо якщо йдеться про створення комп'ютерних енциклопедій, електронних підручників, розважальних та пізнавальних програм тощо.
Що таке мультимедійний продукт? По-перше – це програмний продукт, що надає користувачеві інтерактивний, тобто діалоговий, режим роботи, який передбачає обмін командами та відповідями між людиною та комп'ютером. По-друге, це середовище, де використовуються різноманітні відео- та аудіоефекти.
Таким чином, мультимедійний продукт – інтерактивна комп'ютерна технологія, до складу якої можуть входити музичний супровід, відеокліпи, анімація, галереї картин та слайдів, різні бази даних тощо.
Мультимедіа – це сума технологій, що дозволяють комп'ютеру вводити, обробляти, зберігати, передавати та відображати (виводити) такі типи даних, як текст, графіка, анімація, оцифровані нерухомі зображення, відео, звук, мова.
Натисканням кнопки користувач комп'ютера може заповнити екран текстом; натиснувши іншу, він викличе пов'язану із текстовими даними відеоінформацію; при натисканні на наступну кнопку прозвучить музичний фрагмент. Наприклад, Bell Canada, що надає послуги суспільного, особистого та комерційного зв'язку для всієї Канади, використовує засоби мультимедіа для виявлення та усунення несправностей телефонної мережі. Спеціальні програмимістять тисячі відсканованих посібників з ремонту техніки, які надані у користування співробітникам відділів технічного забезпеченнята аналітикам. Кожна мультимедійна робоча станція може відобразити будь-яку ділянку мережі. При виявленні несправності подається звуковий сигналі показується місце, де сталася аварія. Також система може надіслати по електронній поштіабо факсу всю необхідну інформацію бригаді ремонтників, що виїжджає на об'єкт. Система голосового супроводу дозволяє прослуховувати інформацію та коментарі, необхідні для діагностики та аналізу у разі виникнення аварійної ситуації.
Мультимедіа-продукти можна розділити на кілька категорій, залежно від того, на які групи споживачів вони орієнтовані. Одна призначена для тих, хто має комп'ютер вдома - це навчальні, розвиваючі програми, всілякі енциклопедії та довідники, графічні програми, прості музичні редактори, програми для дітей, ігри тощо.
Інша категорія – це бізнес-програми. Тут мультимедіа служить інших цілей. З її допомогою проводяться презентації, стає можливим організувати відеоконференції «наживо», а голосова пошта непогано замінює офісну АТС.
Ще одна нечисленна група товарів спрямована виключно на фахівців. Це засоби виробництва відеофільмів, комп'ютерної графіки та домашні музичні студії.
Можливості технології мультимедіа безмежні. У бізнес-додатках мультимедіа переважно застосовуються для навчання та проведення презентацій. Вже давно з'явилися програми, які навчають користувача іноземних мов, які в інтерактивній формі пропонують пройти кілька уроків, від вивчення фонетики та алфавіту до поповнення словникового запасу та написання диктанту. Завдяки вбудованій системі розпізнавання мови здійснюється контроль вимови учня. Мабуть, сама Головна особливістьтаких навчальних програм – їхня ненав'язливість, адже користувач сам визначає місце, час та тривалість заняття. Завдяки наявності зворотнього зв'язкуі живе середовище спілкування системи навчання з урахуванням мультимедіа мають приголомшливою ефективністю і значно підвищують мотивацію навчання .
Графіка та мультимедіа
CorelDRAW Graphics Suite X4 Corel Corp, www.corel.ru
Російська версія знаменитого графічного пакета. У повній відповідності до сучасних віянь, одна з головних особливостей CorelDRAW GS X4 – тісна інтеграція з онлайновою службою ConseptShare, користувачі CorelDRAW GS X4 можуть завантажити макети безпосередньо в інформаційну системусайту, запросити учасників проекту та ін. Ну, і безумовно, з'явилася маса нових інструментів та можливостей. До складу пакету CorelDRAW X4 входять редактор векторної (CorelDRAW X4) та растрової графіки (Photo-Paint X4), система для перетворення растрових зображень у векторні Corel PowerTRACE X4, програма для створення скріншотів Corel CAPTURE X4, а також допоміжні утиліти.
AIMP2 AIMP Team, www.aimp.ru
"WinAmp XXI століття". Ця утиліта користується заслуженою славою зручного плеєра, вільного від «синдрому універсальності», коли розробники невеликої утиліти намагаються перетворити її на аналог ОС, «запихаючи» на програму все нові й нові функції (що й занапастило колись плеєр WinAmp). AIMP2 компактний і чудово вирішує своє головне завдання – відтворення звуку. Неважливо, будь то музичні файли, компакт-диски або радіо. Від багатьох інших плеєрів цей вигідно відрізняється безліччю зручних дрібниць. Наприклад, можна одночасно працювати з декількома списками відтворення, є багато «гарячих» клавіш, закладки, можливість групового перейменуванняфайлів у колекції та ін.
AKVIS Noise Buster V.6.0 AKVIS, www.akvis.com/ru
Програма придушення «цифрового шуму». Власне, проблема відома будь-кому, хто стикався з цифровою фотографією. Причин зашумлення картинки багато, від недостатньої освітленості до використання цифрового збільшення. І при боротьбі з ним найскладніше прибрати сторонні плями так, щоб не постраждали деталі. В нової версіїцієї розробки використовується оригінальний алгоритм підвищеною точністюрозрахунку, з'явився параметр "Мікродеталі", що визначає ступінь "прояву" дрібних деталей, можливість налаштування параметрів підвищення чіткості меж ("Контурна різкість"). Утиліта випускається як автономна програма і у вигляді модуля, що підключається для графічних редакторів(сумісний з Adobe Photoshop, Photoshop Elements, Corel Photo-Paint, Ulead PhotoImpact та ін.).
All My Movies BolideSoft, www.bolidesoft.com/ukr
Дивно, як багато функцій можна «накрутити» на просту, по суті, утиліту. All My Movies – потужний каталогізатор фільмів. Ми вже відзначали цю програму, проте список функцій цього пакета ґрунтовно розширився. Основна особливість системи – тісний зв'язок із Інтернетом. Найчастіше робота з каталогізації фільмотеки зводиться до імпорту інформації про фільм з Інтернет-бази IMDb.com, і навіть з російських онлайнових БД videoguide.ru, film.ru, KinoPoisk.ru і RMDb.ru. Творець All My Movies виявив турботу про дітей, передбачивши захист паролем бази фільмів, тому за базу недитячих фільмів можна не боятися. Реалізовано навіть можливість взаємодії з пристроєм Dacal DC-300 (роботизована бібліотека CD/DVD).
BetterJPEG BetterJPEG Team, www.betterjpeg.com Обробка JPEG-файлів без втрати якості Швидкий переглядфайлів у поточному каталозі
Цікава з технологічної точки зору технологія. Загальновідомо, що формат JPEGспочатку передбачає деяку втрату інформації - приблизно половини яркостной складової та трьох чвертей колірної. Складнощі починаються, коли JPEG-файл необхідно змінити. При редагуванні картинки кількість інформації, що відкидається, швидко наростає, що в результаті призводить до її повної деградації. BetterJPEG дозволяє обійти цю проблему: під час обробки перекодуються лише ті фрагменти картинки, які піддаються редагування. Список операцій, без втрат BetterJPEG, охоплює основні прийоми цифрової обробки фотографій: зміна розмірів, дзеркальне відображення, обрізка, корекція яскравості та кольору, вставка метаінформації та тексту, видалення «червоних очей», експорт-імпорт зображення у зовнішній графічний редактор для ретушування – і це без повного перетискання.
Light Alloy Softella, www.light-alloy.ru
Відомий відеоплеєр. Один з найулюбленіших російськими користувачами, компактний та функціональний. Він сумісний практично з усіма поширеними форматами мультимедійних файлів, простий в управлінні, містить багато додаткових налаштувань. Ця невелика утиліта впевнено перемагає таких мультимедійних монстрів, як Windows Media Playerабо Cyberlink PowerDVD.
Movavi VideoSuite Movavi, www.movavi.com
Потужний та ефективний програмний пакетдля обробки відео. Відеоконверторів та відеоутиліт останнім часом розплодилося неабияк (у тому числі і безкоштовних), але дана розробкавигідно відрізняється простотою у користуванні, зручністю та швидкістю. Більшість типових операцій (перекодування відеороликів у різні формати, захоплення відео з цифрових та Web-камер, накладання спецефектів, створення переходів між сценами тощо) виконуються в кілька кліків і не вимагають спеціальних знань. Система сумісна з більшістю поширених відеоформатів (більше 40).
RiDoc "Ріман", www.riman.ru
Зручна утиліта для сканування документів та стиснення графічних файлів. Ідея у тому, що за необхідності обмінятися документами контрагенту можна надіслати, скажімо, не файл. doc, а картинку, що містить усі його сторінки. Допустимо, копію платіжного доручення. Пересилати його у вигляді файлу, що легко піддається редагуванню, можливо, нерозсудливо, а ось передача картинки, та ще й з накладеним водяним знаком (є і така функція), вирішує проблему. В принципі все те саме можна зробити і вручну, проте за допомогою RiDoc це зручніше.
TVTons TVTons, www.tvtons.com/ru/
Система управління ТВ-каналами та каналами потокового відеов інтернеті. Число сайтів, що пропонують онлайнове відео сьогодні, перевершує всякі розумні межі, відео завантажується в Мережу петабайтами, і цілком закономірно виникає потреба якось організувати облік цього мультимедійного багатства. В оболонці TVTons реалізована можливість ведення БД каналів, вони розсортовані за країнами та жанрами. ролик, Що Сподобався, можна зберегти, занести в закладки і т. д. Пакет тісно інтегрований з онлайновою службою, що забезпечує пошук нових каналів в мережі.
Використання канви (Canvas). графічні об'єкти. Мультимедійні об'єкти. Використання Shape, PaintBox. Режим стиль і колір пера в графіку. Режим стиль і колір пензля у графіку. Анімація, розваги в C++ Builder. Побудови графічних зображень. Режими малювання. Мультимедіа та анімація. Звук. Універсальний плеєр MediaPlayer.
Операційна система Windowsнадає розробникам додатку потужні засоби Інтерфейсу Графічних Пристроїв GDI (Graphics Device Interface) для побудови графічних зображень незалежно від типу пристрою виводу, що використовується. На жаль, GDI обтяжує програмістів безліччю додаткових дій (зокрема, управління системними ресурсами), які відволікають розробника від його основного завдання - створення графіки.
C++Builder бере на себе всю допоміжну роботу GDI, звільняючи розробників від непродуктивного програмування з пошуком загублених дескрипторів зображень та не звільнених ресурсів пам'яті. Це зовсім не означає, що пряме звернення до окремих функцій Windows GDI забороняється - ви завжди зможете при необхідності викликати їх. Однак інкапсуляція графічних функцій Windows візуальними компонентами є більш перспективною методикою створення графіки у вашому додатку.
Ми коротко ознайомилися з графічними елементами Бібліотеки Візуальних Компонентів. Тепер зупинимося на них докладніше і насамкінець розробимо програму анімації, що демонструє цікаві можливості графічних компонентів.
1. Підтримка графіки у C++Builder
C++Builder інкапсулює функції Windows GDI різних рівнях. Найбільш важливим тут є спосіб, за допомогою якого графічні компоненти являють свої зображення на екрані монітора. При прямому виклику функції GDI необхідно передавати їм дескриптор контексту пристрою (device context handle),який задає обрані вами знаряддя малювання - пір'я, кисті та шрифти. Після завершення роботи з графічними зображеннями, ви повинні відновити контекст пристрою в вихідний стані лише потім звільнитися від нього.
Замість того, щоб змушувати вас працювати з графікою на такому рівні деталізації, C++Builder надає простий і завершений інтерфейс за допомогою властивості Canvas (Канва) графічних компонент. Ця властивість про-ініціалізує правильний контекст пристрою та звільнить його у потрібний час, коли ви припините малювання. За аналогією з функціями Windows GDI канва має вкладені властивості, що представляють характеристики пера, кисті та шрифту.
Єдине, що має зробити користувач, працюючи з графічними компонентами, - це визначити характеристики використовуваних знарядь малювання. Вам не потрібно слідкувати за системними ресурсами при створенні, виборі та звільненні знарядь. Канва сама подбає про це.
Одна з переваг, які виявляє C++Builder при роботі з графікою, це використання кешованої пам'яті для графічних ресурсів системи. Якщо ваша програма повторно створює, використовує та звільняє, скажімо, перо деякого конкретного виду, вам доводиться повторювати ці кроки щоразу, коли ви використовуєте таке перо. Оскільки C++Builder використовує кеш-пам'ять для зберігання графічних ресурсів, збільшується ймовірність, що часто використовуване знаряддя малювання повторно вибиратиметься з кеш-пам'яті, а не відтворюватися щоразу заново. Очевидно, що внаслідок цього помітно зросте ефективність операцій вашого графічного додатка, що повторюються.
Лістинг 1 містить два фрагменти коду, які наочно ілюструють, наскільки C++Builder спрощує програмування графіки. Перший фрагмент застосовує стандартні функції GDI для того, щоб намалювати у вікні OWL програми для Windows жовтий еліпс, обведений синім контуром. У другому фрагменті те саме завдання вирішується за допомогою канви малювання.
void TMyWindow::Paint(TDC& PaintDC, bool erase, TRect& rect) (
HPEN PenHandle, OldPenHandle;
HBRUSH BrushHandle, OldBrushHandle;
PenHandle = CreatePen(PS_SOLID, 1, RGB(0, 0, 255));
OldPenHandle = SelectObject(PaintDC, PenHandle);
BrushHandle = CreateSolidBrush(RGB(255, 255, 0));
OldBrushHandle = SelectObject(PaintDC, BrushHandle);
Ellipse(10, 10, 50, 50);
SelectObject(OldBrushHandle);
DeleteObject(BrushHandle);
SelectObject(OldPenHandle);
DeleteObject(PenHandle);
void_fastcall TFormI::FormPaint(TObject *Sender) (
Canvas->Pen->Color = clBlue; // Вибрати колір контуру Canvas->Brush->Color = clYellow; // Вибрати колір заливки Canvas-> Ellipse (10, 20, 50, 50); // намалювати еліпс)
Комп'ютерна графіка(Також машинна графіка) - область діяльності, в якій комп'ютери використовуються як інструмент для синтезу (створення) зображень, так і для обробки візуальної інформації, отриманої з реального світу. Також комп'ютерною графікою називають результат такої діяльності.
Історія
Перші обчислювальні машини не мали окремих засобів для роботи з графікою, проте вже використовувалися для отримання та обробки зображень. Програмуючи пам'ять перших електронних машин, побудовану на основі матриці ламп, можна було отримувати візерунки.
У 1961 році програміст С. Рассел очолив проект зі створення першої комп'ютерної гриіз графікою. Створення гри («Космічні війни») зайняло близько 200 людино-годин. Гра була створена машиною PDP-1.
У 1963 році американський учений Айвен Сазерленд створив програмно-апаратний комплекс Sketchpad, який дозволяв малювати точки, лінії та кола на трубці цифровим пером. Підтримувалися базові дії з примітивами: переміщення, копіювання та ін. Власне, це був перший векторний редакторреалізований на комп'ютері. Також програму можна назвати першою графічним інтерфейсом, причому вона була такою ще до появи самого терміна.
У середині 1960-х років. виникли розробки у промислових додатках комп'ютерної графіки. Так, під керівництвом Т. Мофетта та Н. Тейлора фірма Itek розробила цифрову електронну креслярську машину. 1964 року General Motors представила систему автоматизованого проектування DAC-1, розроблену спільно з IBM.
У 1968 році групою під керівництвом Н. Н. Константинова було створено комп'ютерну математичну модель руху кішки. Машина БЭСМ-4, виконуючи написану програму розв'язання диференціальних рівнянь, малювала мультфільм «Кішечка», який свого часу був проривом. Для візуалізації використовувався алфавітно-цифровий принтер.
Істотний прогрес комп'ютерна графіка зазнала з появою можливості запам'ятовувати зображення та виводити їх на комп'ютерному дисплеї, електронно-променевій трубці.
Двовимірна графіка (2D)
Двовимірна (2D – від англ. two dimensions – «два виміри») комп'ютерна графіка класифікується за типом уявлення графічної інформаціїі наступними з нього алгоритмами обробки зображень. Зазвичай комп'ютерну графіку поділяють на векторну та растрову, хоча відокремлюють ще й фрактальний тип зображень.
Векторна графіка
Векторна графіка представляє зображення як набір геометричних примітивів. Зазвичай як них вибираються точки, прямі, кола, прямокутники, і навіть як загальний випадок, сплайни деякого порядку. Об'єктам надаються деякі атрибути, наприклад, товщина ліній, колір заповнення. Малюнок зберігається як набір координат, векторів та інших чисел, що характеризують набір примітивів. При відтворенні об'єктів, що перекриваються, має значення їх порядок.
Зображення у векторному форматі дає простір для редагування. Зображення може без втрат масштабуватися, повертатися, деформуватися, а також імітація тривимірності у векторній графіці простіше, ніж у растрової. Справа в тому, що кожне таке перетворення фактично виконується так: старе зображення (або фрагмент) стирається і замість нього будується нове. Математичне опис векторного малюнка залишається тим самим, змінюються лише значення деяких змінних, наприклад, коефіцієнтів. При перетворенні растрової картинки вихідними даними є лише опис набору пікселів, тому виникає проблема заміни меншого числа пікселів на більше (при збільшенні), або більшого на менше (при зменшенні). Найпростішим способом є заміна одного пікселя декількома кольорами (метод копіювання найближчого пікселя: Nearest Neighbour). Більш досконалі методи використовують алгоритми інтерполяції, у яких нові пікселі отримують певний колір, код якого обчислюється з урахуванням кодів кольорів сусідніх пікселів. Подібним чином виконується масштабування в програмі Adobe Photoshop (білінійна та бікубічна інтерполяція).
Разом про те, не всяке зображення можна як набір з примітивів. Такий спосіб представлення хороший для схем, що використовується для масштабованих шрифтів, ділової графіки, дуже широко використовується для створення мультфільмів і просто роликів різного змісту.
Растрова графіка
Растрова графіка завжди оперує двовимірним масивом(матрицею) пікселів. Кожному пікселю зіставляється значення – яскравості, кольору, прозорості – або комбінація цих значень. Растровий образ має кілька рядків і стовпців.
Без особливих втрат растрові зображенняможна лише зменшувати, хоча деякі деталі зображення тоді зникнуть назавжди, що інакше у векторному поданні. Збільшення ж растрових зображень обертається «красивим» видом на збільшені квадрати того чи іншого кольору, які раніше були пікселями.
У растровому вигляді представимо будь-яке зображення, проте цей спосіб зберігання має свої недоліки: більший обсяг пам'яті, необхідний роботи із зображеннями, втрати під час редагування.
Фрактальна графіка
Фрактал – об'єкт, окремі елементи якого успадковують властивості батьківських структур. Оскільки детальніший опис елементів меншого масштабу відбувається за простим алгоритмом, описати такий об'єкт можна лише кількома математичними рівняннями.
Фрактали дозволяють описувати цілі класи зображень, для детального опису яких потрібно мало пам'яті. З іншого боку, фрактали слабко застосовні до зображень поза цими класами.
Тривимірна графіка(3D)Тривимірна графіка (3D - від англ. three dimensions - «три виміри») оперує з об'єктами в тривимірному просторі. Зазвичай результати є плоскою картинкою, проекцією. Тривимірна комп'ютерна графіка широко використовується у кіно, комп'ютерних іграх. Усіми візуальними перетвореннями в 3D-графіці управляють матриці (див. також: афінне перетворення в лінійній алгебрі). В комп'ютерна графікавикористовується три види матриць:
матриця повороту
матриця зсуву
матриця масштабування.
Будь-який полігон можна у вигляді набору з координат його вершин. Так, трикутник матиме 3 вершини. Координати кожної вершини є вектором (x, y, z). Помноживши вектор на відповідну матрицю, отримаємо новий вектор. Зробивши таке перетворення з усіма вершинами полігону, отримаємо новий полігон, а перетворивши всі полігони, отримаємо новий об'єкт, повернутий/зрушений/масштабований щодо вихідного. Щорічно відбуваються конкурси тривимірної графіки, такі як Magick next-gen чи Dominance War. У тривимірній комп'ютерній графіці всі об'єкти зазвичай представляються як набір поверхонь чи частинок. Мінімальну поверхню називають полігоном. Як полігон зазвичай вибирають трикутники.
Подання кольорів на комп'ютері
Для передачі та зберігання кольору у комп'ютерній графіці використовуються різні форми його уявлення. У загальному випадку колір є набір чисел, координат в деякій колірній системі.
Стандартні способи зберігання та обробки кольору у комп'ютері обумовлені властивостями людського зору. Найбільш поширені системи RGB для дисплеїв та CMYK для роботи в друкарській справі.
Іноді використовується система з більшим, ніж три, числом компонентів. Кодується спектр відображення або випромінювання джерела, що дозволяє більш точно описати фізичні властивості кольору. Такі схеми використовуються у фотореалістичному тривимірному рендерингу.
Реальна сторона графіки
Будь-яке зображення на моніторі, через його площині, стає растровим, оскільки монітор це матриця, він складається з стовпців і рядків. Тривимірна графіка існує лише в нашій уяві, тому що те, що ми бачимо на моніторі – це проекція тривимірної фігури, а вже створюємо простір ми самі. Таким чином, візуалізація графіки буває лише растрова та векторна, а спосіб візуалізації це лише растр (набір пікселів), а від кількості цих пікселів залежить спосіб завдання зображення.
Наступна складова мультимедіа – це графіка.
Зображення зазвичай надходять до комп'ютера такими основними способами:
1. Вводяться через сканер;
2. Вибираються з файлів, що містять набір графічних вставок та що поставляються спеціалізованими фірмами
3. Створюються заново користувачами за допомогою пакетів графічних програм.
Після цього зображення можна піддати подальшій обробці різними способами.
Сканери сприймають кольорові та чорно-білі зображення з різною роздільною здатністю та дозволяють вводити інформацію про колір. Отримане зі сканера зображення (або його частина) можна вставити в потрібну програму або документ у незмінному вигляді, або скористатися графічними програмами для обробки, наприклад, для розфарбовування або промальовування деталей, зміни розмірів, контрасту, яскравості.
Якщо вам потрібно створити оригінальне зображення, можна використовувати будь-яку з найпоширеніших програм, призначених для цієї мети. У більшості випадків професійні комп'ютерні художники та дизайнери, щоб досягти оптимальних результатів, користуються не одним пакетом, а кількома: вони вдаються і до програм, орієнтованих на растрові зображення, і до об'єктно-орієнтованих програм для роботи з векторною графікою.
3.1. Поняття растрової та векторної графіки
Растрова графіка (bitmap) - спосіб збереження зображення, у якому зображення є матрицею елементів - пікселі (pixels). Піксель - скорочення від picture element, що у перекладі означає «елемент зображення». Розмір растрової картинки може бути заданий як X пікселів по ширині та Y пікселів за висотою.
Растрові зображення створюються такими графічними програмами, як Adobe Photoshop, Paint та ін.
Векторні зображення - спосіб збереження зображення, при якому зображення зберігається у вигляді геометричного опису об'єктів, що становлять малюнок. Ці зображення можуть також включати дані у форматі растрової графіки. Малюнки цього типу створюються графічними програмами, такими як CorelDraw, Adobe Illustrator, FreeHand та ін.
Растрові малюнки
Комп'ютер може обробляти лише числа, тому малюнки повинні бути представлені в цифровому вигляді, або, як кажуть, закодовані. Для кодування малюнок розбивають на невеликі однобарвні частини. Всі кольори, використані в зображенні, нумерують, і для кожної частини записують номер кольору. Запам'ятавши послідовність розташування частин і номер кольору кожної частини, можна однозначно описати будь-який малюнок. Однак кількість кольорів у природі нескінченна, і доводиться схожі кольори нумерувати однаковими числами. Залежно від кількості кольорів, можна закодувати більш-менш реалістичне зображення. Зрозуміло, що чим менше кольорів у малюнку, тим менше номерів доводиться використовувати і тим простіше закодувати зображення.
У найпростішому випадку використовується лише чорний та білий колір. Для кодування чорно-білих малюнків достатньо двох цифр, тому що в обчислювальної технікизастосовується двійкова системачислення, то кодування монохромних зображень не становить великої складності.
Рисунки, закодовані описаним способом, називаються растровими зображеннями, растрами чи бітмапами, від англійського слова bitmap – набір біт. Частини, на які розбиваються зображення, є пікселі. Пікселі часто називають точками. Малюнок з багатьох пікселів можна порівняти з мозаїкою. З великої кількості різнокольорових камінців збирається довільна картина.
Якщо представлення кожного пікселя в чорно-білому малюнку досить одного біта, то роботи з кольором цього явно недостатньо. Однак підхід кодування кольорових зображень залишається незмінним. Будь-який малюнок розбивається на пікселі, тобто невеликі частини, кожна з яких має колір. Наприклад, малюнок можна розбити більш ніж на тисячу частин або пікселів. Так як у малюнку присутні більше двох кольорів, кожна частина зображення буде представлена в пам'яті комп'ютера не одним, а кількома бітами. Залежно від кількості біт, відведених для кодування кожного пікселя, у зображенні може бути від двох до десятків мільйонів кольорів.
Різні програми підтримують різну кількість кольорів. При виборі формату, в якому буде збережено файл, необхідно враховувати обмеження на кольори, що накладаються цим форматом та програмою, в якій передбачається використовувати цей файл.
Зазначимо, що формат файлу з великою кількістю кольорів не обов'язково охоплює всі кольори файлу з меншою кількістю кольорів. Наприклад, у 24-бітовому кольоровому файлі можуть бути відсутні відтінки сірого кольору.
Растрові зображення досить широко використовуються у обчислювальній техніці. Фотографії та малюнки, введені в комп'ютер, зберігаються у вигляді растрових зображень. Більшість малюнків у всесвітній комп'ютерній мережі Інтернет є растрові файли. Є безліч програм, призначених для роботи з растровими малюнками. Знаючи спосіб кодування зображення, програма для роботи з графікою може відтворити на екрані монітора або роздрукувати на принтері. За допомогою спеціальних програм – графічних редакторів – ви можете відредагувати зображення.
Растрові зображення мають один дуже істотний недолік: їх важко збільшувати або зменшувати, тобто масштабувати. При зменшенні растрового зображення кілька сусідніх точок перетворюються на одну, тому втрачається розбірливість дрібних деталей зображення. При збільшенні збільшується розмір кожної точки, тому з'являється ступінчастий ефект. Крім того, растрові зображення займають багато місця в пам'яті та на диску.
Щоб уникнути зазначених проблем, винайшли так званий векторний кодування зображень.
Векторні малюнки
У векторному способі кодування геометричні фігури, криві та прямі лінії, що становлять малюнок, зберігаються у пам'яті комп'ютера у вигляді математичних формул геометричних абстракцій, таких як коло, квадрат, еліпс та подібних фігур. Наприклад, щоб закодувати коло, не треба розбивати його на окремі пікселі, а слід запам'ятати його радіус, координати центру та колір. Для прямокутника достатньо знати розмір сторін, місце, де він і колір зафарбування. За допомогою математичних формул можна описати різні фігури.
Щоб намалювати складніший малюнок, застосовують кілька простих фігур. Будь-яке зображення у векторному форматі складається з безлічі складових частин, які можна редагувати незалежно. Ці частини називаються об'єктами. Оскільки за допомогою комбінації кількох об'єктів можна створювати новий об'єкт, об'єкти можуть мати досить складний вигляд.
Розміри, кривизна та розташування для кожного об'єкта зберігаються у вигляді числових коефіцієнтів. Завдяки цьому з'являється можливість масштабувати зображення за допомогою простих математичних операцій, зокрема простим множенням параметрів графічних елементів на коефіцієнт масштабування. При цьому якість зображення залишається без змін.
Використовуючи векторну графіку, можна не замислюватися про те, чи ви готуєте мініатюрну емблему або малюєте двометровий транспарант. Ви працюєте над малюнком абсолютно однаково в обох випадках. У будь-який момент ви можете перетворити зображення на будь-який розмір без втрат якості. Важливою перевагою векторного способу кодування зображень є те, що розміри графічних файлів векторної графіки мають менший розмір, ніж файли растрової графіки.
Проте є недоліки роботи з векторною графікою. Насамперед, деяка умовність одержуваних зображень. Оскільки всі малюнки складаються з кривих, описаних формулами, важко отримати реалістичне зображення. Для цього знадобилося б багато елементів, тому малюнки векторної графіки не можуть використовуватися для кодування фотографій. Якщо спробувати описати фотографію, розмір отриманого файлу виявиться більшим, ніж відповідного файлу растрової графіки.
Більшість простих графічних програм працюють із растрової графікою. p align="justify"> Для роботи з векторною графікою використовуються потужні спеціальні редактори, з якими працюють професіонали. Однак деякі графічні редактори растрової графіки дозволяють включати зображення векторні об'єкти. У свою чергу редактори векторної графіки можуть працювати з растровими малюнками.
