Дәріс. Растролық, векторлық үшөлшемді графиканың өндіру құралы.
Лекция тезистері
Дәріс. Компьютерлік графика (кесте) Компьютерлік графиканың пәні мен түрлері
Мақсаты:Компьютерлік графика мен компьютерлік графиканың түрлері жөнінде түсінік алу
1. Мәліметтердің графикалық түрде берілуі
Нүктелі және векторлы бейнелердің артықшылықтары мен кемшіліктері.
Алғаш рет елуінші жылдардың ортасында үлкен ЭЕМ(электронды есептеуіш машиналар) үшін компьютер мониторында мәліметтер ғылыми және әскери зерттеулерде қолданылуы мақсатында графикалық бейнеде берілуі жүзеге асқан. Содан бері мәліметтердің графикалық бейнеде ұсынылуы компьютерлік жүйенің ең маңызды бөлшегіне айналды. Қазіргі таңда графикалық интерфейс операциондық жүйеден бастап оперативті бағдарламалардың түрлі кластарына қалып (стандарт немесе үлгі) ретінде енгізілді.
Информатика пәнінің арнайы бейнелерді жасау мен өңдеудің әдістері мен тәсілдерін бағдарламалық-аппараттық жүйемен есептейтін кешенді саласын – компьютерлік графика деп атайды.
Аталған жүйе адамдар қабылдай алатын бейнелердің барлық түрі мен қалыптарын компьютер мониторында не болмаса ішкі тасымалдаушы көшірмелер (қағаз, кинопленка, мата не т.б.) негізінде көрсетеді.
Компьютерлік графикасыз компьютерлік әлем түгіл, тіпті имматериалды әлемді елестету мүмкін емес. Мәліметтердің көзбен шолынуы (визуалдануы) адамзат қызметінің түрлі салаларында қолданыс табады. Мәселен, медицина саласында (компьютерлік томография), ғылыми зерттеулерде (заттардың құрылымының, түрлі мәліметтер мен векторлық алаңның көзбен шолынуы), маталар мен киімдердің моделденуі, конструкторлық-тәжірибелік әзірлемелер.
Компьютерлік графиканың пәні
Бейнелердің өлшемделуіне орай компьютерлік графика растровый, векторлы және фракталды деп бөлінеді.
Жеке пәні ретінде виртуалды кеістікте обьектілердің көлемді модельдерінің құрылу тәсілдері мен амалдарынзерттейтін үшдеңгейлі графика да танылады. Мұнда бейнелерді өлшемдеудің растровый және векторлы амалдары түйіседі.
Түстік қамтылуының ерекшелігі ретінде қара ала және түрлі түсті графика ұсынылады. Мамандандырылуға орай бөлек салаларда кейбір бөлімдер белгіленеді: инженерлік графика, ғылыми графика, WEB- графика, компьютерлік полиграфия мен анимациялар.
Компьютерлік графика жүйесінде компьютерлік сауықтарға (ойындарға) айқын орын беріледі. Нарықта ойын бағдарламалары ондаған миллиард доллардай түсім бергендігінің өзі графиканың және анимациялардың орасан айналымға түскендігін айқындайды.
Компьютерлік графиканың тек ғана ЭЕМ-ң құралдарының бірі ғана болғанымен, оның құрылымы мен әдістері фундаментальды және қолданбалы ғылымдарды заманауи жетістіктерге жетелейді. Мәселен, математика, физика, хмия, статистика, программалау саласында және т.б. Мұның бәрі компьютерде бейнелерді жасау мен өлшемдеудің бағдарламалық, сонымен қатар аппараттық құралдарына да тән. Сондықтан компьютерлік бағдарлама компьютерлік индустрияны қарыштап дамытатын информатиканың мәнді саласы болып табылады.
Растрлық графика
Нүктелерден құралатын растровалық бейнелер үшін нүктелердің санын анықтап, олардың ұзындыққа сәйкестенуі маңызды роль атқарады.
Бұл орайда айқындалатын мәселелер:
· Интервалдың мүмкіншілігі;
· Экран бейнесінің мүмкіншілігі;
· Бейнелердің терілу мүмкіншілігі.
Түпнұсқаның мүмкіншілігі дюймге сәйкес нүктелермен өлшеніп, бейнелердің сапасы мен файлдардың өлеміне, шығыс иллюстрациясын түзудің әдістеріне, алынған қалып мен басқа да параметрлерге сәйкестендіріледі. Жалпы талапқа сай бейненің неғұрлым сапалы болуы соғұрлым түпнұсқаның мүмкіншілігі жоғары болуы тиіс.
Экрандық көшірмелерге бейнелердің растрдың элементарлы нүктесін пиксель деп аталады. Пиксельдың өлшемі экран мүмкіншілігіне, түпнұсқаның мүмкіншілігі мен бейненің масштабына сәйкес келеді.
Растрлық бейне нүктесінің өлшемі қатырмалы көшірмеде де (қағаз, пленка және т.б),экранда да түпнұсқаның параметрлері мен әдістеріне сәйкес. Түпнұсқаға келтіру үшін сызықтық тор, ұя жасалып, растр элемент құрайды. Растр торының жылдамдығы сызықтардың санының дюймге сай болуын линиатура (сызылым) деп атайды.
Векторлық графика
Егерде растрлық графикада базалық элемент ретінде нүкте алынса, векторлық графикада – сызық алынады. Сызық математикалық тұрғыда алынғандықтан обьектіні бейнелейтін мәліметтер көлемі де растрлық графикаға қарағанда аздау болады. Сызық – векторлық графиканың элементарлы обьектісі. Кез келген обьект сияқты сызыққа тән өзіндік қасиеттері болады: қалыбы (түзу не қисық), қалыңдығы, түсі, сызылуы (тұтас не пунктирлі (бөлшекті) ).
Тұйық сызықтарға толтырылу тән. Олар кеңістікте басқа обьектілермен (текстуралар, карталар) немес таңдалған түстермен толықтырылады.
Қарпайым тұйықталмаған сызықтар қос нүктемен шектеліп, түйінделеді.
Түйіндер тән қасиет параметрлері сызықтардың қалыбы мен мінездемесіне әсер етіп, басқа да обьектілермен әсерлеседі. Векторлық графиканың өзге де обьектілері сызықтардан құралады.
Фрактальды графика
Фрактальды графика векторлы графика сияқты математикалық есептеулерге негізделеді. Алайда фрактальды графиканың базалық элементі ретінде математикалық формула алынады. Яғни компьютер жадында ешбір обьектілер сақталмайды және бейнелер деңгейлерге сәйкес қана құралады. Осыған сәйкес қарапайым құрылымдардан бастап, күрделі иллюстрациялар да табиғи ландшафтар мен үшөлшемді обьектілермен құралады.
Шдеңгейлі графика
Үшдеңгейлі графика кең көлемде ғылыми есептеулер, инженерлік жобалау мен физикалық обьектілерді компьютерлік модельдеу саласында қолданылады.
Машиналық графика терминологиясында нүктелі бейне деп пиксельдер массивін (жиынтығын), яғни бірдей өлшемді және графикалық бейнелердің қалыбы, түйіндердің түрде орналасу (бірдей қалып пен өлшемді ұялардан құралатын) торы.
Әрбір пиксельге түс сәйкестендіріледі (сандармен кодталады). Компьютер жадындағы бейнелердің берілуі – пиксельдердің түсі жайынан мәліметтердің түзілуі болып саналады. Мұның аналогы ретінде виртуалды әлемдегі мозаика алынады.
дәріс. Растролық, векторлық үшөлшемді графиканың өндіру құралы.