Виды компьютерной графики

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Среди многообразия возможностей, предоставляемых современными вычислительными средствами, компьютерная графика, ориентированная на пространственно – образное мышление человека, занимает особое место. Методы и средства компьютерной графики представляют собой эффективный инструмент при выполнении проектно-конструкторских, научно-исследовательских, оформительских работ, а также всех случаев визуализации различных объектов.

В словаре терминов по обработке данных Международной организации по стандартизации (ISO) термин «машинная графика» определён следующим образом – это совокупность методов и средств для преобразования данных в графическую форму представления и из графической формы представления с помощью ЭВМ.

Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных. Графический интерфейс пользователя сегодня является стандартом «де-факто» для программного обеспечения разных классов, начиная с операционных систем.

Существует специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов, -- компьютерная графика. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, кинопленка, ткань и прочее). Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. Визуализация данных находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Для примера назовем медицину (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки.

Машинная графика имеет два основных типа представления изображений: растровый и векторный.

Изображения первого типа (растровые) представляют собой матрицу одинаковых по размеру прямоугольных элементов, каждый из которых обладает определёнными цветовыми характеристиками. В результате получается своеобразная мозаика, выложенная из таких элементов – пикселей.

Векторное представление изображения кардинально отличается от растрового. Его принцип состоит в том, что описываются только основные точки изображения, а промежуточные достраиваются между ними по определенным математическим законам. Например, если необходимо нарисовать прямую, то можно указать только координаты концов отрезка, а также сделать пометку, что соединяющая их линия – прямая. Для описания окружности достаточно задать её центр, указать радиус и сделать пометку «окружность». Аналогичным образом кодируются цвет объекта, толщина линий и пр.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную.

Отдельным предметом считается трёхмерная (3D) графика,изучающая приёмы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

Особенности цветового охвата характеризуют такие понятия, как черно-белая и цветная графика. На специализацию в отдельных областях указывают названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.

На стыке компьютерных, телевизионных и кинотехнологий зародилась и стремительно развивается сравнительно новая область компьютерной графики и анимации.

Заметное место в компьютерной графике отведено развлечениям. Появилось даже такое понятие, как механизм графического представления данных. Рынок игровых программ имеет оборот в десятки миллиардов долларов и часто инициализирует очередной этап совершенствования графики и анимации.

Хотя компьютерная графика служит всего лишь инструментом, ее структура и методы основаны на передовых достижениях фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, статистики, программирования и множества других. Это замечание справедливо как для программных, так и для аппаратных средств создания и обработки изображений на компьютере. Поэтому компьютерная графика является одной из наиболее бурно развивающихся отраслей информатики и во многих случаях выступает «локомотивом», тянущим за собой всю компьютерную индустрию.