D-графика

Растровая, векторная и фрактальная графики.

Принципы сохранения графических изображений в памяти компьютера.

Графические изображения сохраняются в памяти компьютера на основе следующих принципов:

Экран монитора представляется в виде сетки пронумерованных точек-пикселов (picture element). Любая точка на экране определяется путем отсчета квадратов сетки вверх/вниз и вправо/влево.

Графическая информация (форма, цвет, отражение, тень и т.п.) задается числами.

Декомпозиция произвольного цвета на основные составляющие: красный R, зеленый G, синий B (система RGB).

По форме представления в памяти компьютера КГ делится на растровую, векторную, фрактальную. Отличие: различные принципы формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

В растровой графике изображение кодируется в явном виде по точкам (пикселам) в битовой карте (bitmap). Запоминается в файле в виде набора чисел (координат пикселов): две координаты задают положение на плоскости; одна – цвет. К недостаткам растровой графики относится изменение качества изображения при масштабировании, растр, полученный на технике высокого уровня трудно воспроизводится без искажений на технике уровнем ниже, большие размеры файлов. К достоинствам – отражает и передает всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению, более точно воспроизводит основные характеристики фотографии.

В векторной графике изображение описывается совокупностью геометрических фигур, определяющих контур рисунка. Запоминается в виде набора математических формул (графических примитивов). Примитив описывает отдельные элементы: линии, дуги, окружности. Векторная графика не отображает сплошные области, но файлы данной графики требуют меньше памяти.

Фрактальная графика, как и векторная — вычисляемая, но отличается от неё тем, что в памяти компьютера хранятся формулы, а не объекты. Изображение строится по уравнению или по системе уравнений. Если изменить коэффициенты в уравнении, то получается совершенно другая картина. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Основное свойство фракталов — самоподобие. Любой микроскопический фрагмент фрактала в том или ином отношении воспроизводит его глобальную структуру. В простейшем случае часть фрактала представляет собой просто уменьшенный целый фрактал.

3D-графика предназначена для создания реалистичной модели любых объектов. Пакеты трехмерной графики (3D Studio Max, Softimage 3D, Maya) используют для построения изображение геометрические примитивы: шар, куб, конус и т.п. Описывается изображение расположенной в пространстве сеткой опорных точек. Каждой точке присваивается коэффициент. Трехмерная графика делится на полигональную, аналитическую, сплайновую, фрактальную.

Объект полигональной графики задается набором полигонов. Полигон – это плоский многоугольник. Каждый полигон задается набором точек. Простейшим вариантом являются треугольные полигоны (через любые три точки в пространстве можно провести плоскость).

В аналитической графике объекты задаются формулами. Объекты обтекаемой формы получаются путем комбинирования различных формул друг с другом. Аналитические объекты могут создаваться как тела вращения. Сложность заключается в нахождении формулы требуемого объекта.

В сплайновой графике изображение создается посредством формул внешних обводов объекта (сплайнов). Сплайн – гибкая линия. Задают координаты сравнительно небольшого числа опорных точек, лежащих на искомой поверхности, а через эти точки проводят плавные поверхности.