Краткое содержание: Параграф § 24 / Информатика 10 класс

Основы компьютерной графики

Компьютерная графика представляет собой широкое понятие, охватывающее область деятельности, в которой компьютеры используются как инструменты для создания и обработки различных графических объектов, а также сами создаваемые или обрабатываемые графические объекты. По методу создания объекты компьютерной графики можно разделить на следующие классы: двумерные изображения (растровые, векторные, фрактальные), трехмерные изображения (3D-графика) и анимация.

Растровое изображение состоит из отдельных небольших прямоугольников, называемых пикселями. Преимуществом растровой графики является точная цветопередача, а серьезным недостатком — ступенчатый эффект, возникающий при масштабировании, и значительный информационный объем.

Векторное изображение создается из геометрических примитивов, описываемых математически, что позволяет его масштабировать без потери качества. Для описания кривых Безье, которые широко применяются в компьютерной графике, используется формула \( B(t) = (1-t)^2 P_0 + 2t(1-t) P_1 + t^2 P_2 \), где \( t \in [0, 1] \).

Фрактальная графика основана на представлении объектов, обладающих свойством самоподобия.

Трехмерная (3D) графика используется для создания объемных моделей объектов. Процесс создания 3D-изображений включает каркасную аппроксимацию, геометрические построения и рендеринг (учет отражения и преломления света).

Компьютерная анимация — это последовательный показ кадров для имитации движения. Основные виды анимации: рисованная, запись движения и процедурная.

Сжатие данных, форматы и разрешение

Сжатие данных — это процедура преобразования данных для уменьшения их объема. Различают методы сжатия без потерь (RLE, LZW) и методы сжатия с потерями (JPEG). Формат графического файла — это способ представления графических данных на внешнем носителе. Основные форматы: растровые (BMP, GIF, PNG, TIFF, JPEG) и векторные (WMF, CGM, SVG, CDR, AI).

Разрешение — это величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади.

• Разрешение экрана монитора — это количество пикселей, отображаемых на экране (например, \(1920 \times 1080\)).
• Разрешение в ppi (pixels per inch) — количество пикселей на дюйм (2.54 см). \(ppi = d_p / d_i\), где \(d_p\) вычисляется по формуле \( d_p = \sqrt{w_p^2 + h_p^2} \).
• Разрешение принтера — измеряется в dpi (dots per inch). Для качественной печати фотографий требуется разрешение от 300 dpi.

Обработка цифровых фотографий

Цифровая фотография — это растровое изображение, состоящее из множества цветных точек (пикселей). Преимущества цифровой фотографии включают простоту съемки, возможность обработки и передачи по сети.

Для обработки изображений используются различные приемы:

• Кадрирование — операция, позволяющая «вырезать» прямоугольную часть исходного изображения.
• Коррекция — изменение характеристик изображения для достижения лучшего качества (повышение резкости, изменение контраста и яркости).
• Коррекция цветовых уровней — выполняется с помощью диалогового окна «Уровни», в котором гистограмма показывает распределение пикселей по яркости.
• Коррекция цветовых кривых — позволяет полностью контролировать яркость изображения. «Тянуть» кривую влево и вверх делает результат ярче.
• Коррекция цветового баланса — настройка цветового баланса в соответствии с цветовой моделью.