Компьютерлік графиканың түрлері жайында

Пән: Информатика, Программалау, Мәліметтер қоры
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 14 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

Компьютерлік графиканың түрлері
1 Растрлі графика
2 Векторлық графика
3 Векторлық графиканың математикалық негізі
4 Растрлі және векторлы графика айырмашылығы
5 Фрактальды графика
6 Үш өлшемді графика

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Қазіргі таңда ғылыми техниканың дамуына байланысты барлық салалар
мейлінше техникаландырылған. Олардың қатарына білім саласы да жатады. Қай
елде болмасын озық технисканы пайдалану үрдіске айналды. Солардың ішінде
Компьютерлік Оқу Құралдарын пайдалану ерекше орын алады. Олардың тиімді
жақтары өте көп. Мысалы, ие болудың оңайлығы, қандайда бір өзгерістер
енгізудің қолайлылығы, жылдамдығы т.с.с. Компьютерлік Оқу Құралдарының ең
әйгілісі Электронды оқулық.
Электронды оқулық статистика бойынша қандай да бір пән көлемінде
алғашқы түсініктерді үйренуге және білімді жетілдіруге арналған көмекші
құрал болып табылады. Электронды оқулық алғашқыда қарапайым (негізгі)
түсініктермен басталып, одан кейін күрделі ұғымдар жөнінде толық сипаттама
беріледі. Электрондық кітапхананың дамуы қазіргі кездегі адамдар арасында
көп талас тудыратын мәселенің бірі. Олай дейтініміз электронды оқу құралын
жақтаушылар да, оған қарсы болушылар да бар. Бірі бұл құрал ізденісті
азайтады және денсаулыққа зиянды десе, екіншілері оған қарсы пікірлер
айтуда.
2001 жылдың 27 наурызында Москваның Автожолдар Институтында “Жоғарға
оқу орындарындағы кітапханаларды электронды ресурстарды жасау және қолдану”
аяасында дөңгелек үстел өтті. Мұнда Ресейдің жоғарғы оқу орындарының
кітапхана директорлері және кітап сату үйлерінің баспаханалық өкілдері
қатысты. Ол жерде төмендегідей мәселелер талқыланды:
• Жалпы электронды оқу құралының нарықтағы орны;
• Электронды оқулық пен баспа оқулығының ара қатынасы;
• Электронды оқулықтың авторлық құқығы (яғни көшірме жасау мәселесі);
• Электронды оқулықтың интернеттегі орны, қолдануға шектеулер;
Енді осы дипломдық жобаның тақырыбы мен маңыздылығына тоқталып
өтейік. Компьютерлік графика тақырыбында жазылған бұл жобада информатика
саласының үлкен тарауы Графика жөнінде жазылған және оны оқыту технологиясы
ұсынылып отыр. Компьютерлік графикамен жұмыс персональдық компьютерді
қолданудағы ең маңызды бөлік болып саналады. Қолданушының шығармашылық және
дизайнерлік қабілетін көрсететін бұл сала – қызығушылық, ақша табу жолы,
өте қажетті сала. Алғашқыда ол ЭЕМ-лары үшін 50-жылдардың орта шенінде
ғылыми және әскери мақсаттар үшін пайдаланыла бастады. Содан бері кескіннің
графикалық әдісте берілуі компьютерлік жүйенің әсіресе ПК-де ажырамас
бөлігі болып саналады. Онымен жұмыс күрделі және қызықты. Ол өміріміздің
ажырамас бөлігі секілді. Газетті, журналды, жарнамалық хабарламаларды,
буклеттерді, кітаптарды т.с.с онсыз елестету де қиын. Сонымен қатар,
медицина (компьютерлік томография), ғылыми зерттеулер (векторлық
жазықтықтардағы заттар құрылысының визуализациясы), мата мен киімдерді
модельдеу, тәжірбиелік-конструкторлық талдау жасауда қолданылады.

КОМПЬЮТЕРЛІК ГРАФИКАНЫҢ ТҮРЛЕРІ

Кескіннің берілуіне байланысты компьютерлік графика үшке: растрлық,
векторлық және фрактальды болады.

растрлық векторлық
фрактальды

Үш өлшемді графика

1 Растрлі графика

Растрлі бейнелер нүктелерден тұрады. Ұзындық бірлігіне сәйкес келетін
нүктелер саны графиканың бұл түрінде ерекше роль атқарады. Осы нүктелер
саны бейненің анықтығын көрсетеді. Анықтықтың келесі түрлері бар:
• Оригиналдың анықтығы;
• Экрандағы бейненің анықтығы;
• Көшірілген бейненің анықтығы.

Оригиналдың анықтығы.
Оригиналдың анықтығы дюймге сәйкес келетін нүктелер санымен өлшенеді.
Бейненің сапасына қойылатын талаптарға, файлдың көлеміне, санға айналдыру
әдісіне, иллюстрациясына, файлға сәйкес алынған форматқа және т.б.
параметрлерге байланысты оригиналдың анықтық өлшемі өзгереді. Жалпы
мынандай ереже бар: неғұрлым сапаға қойылатын талап жоғары болатын болса,
онда оригиналдың анықтығы соғұрлым жоғары болуы қажет.
Экрандағы бейненің анықтығы
Бейненің экранға түсірілген көшірмесіндегі қарапайым растрдың бір
нүктесін пиксель деп атайды. Пиксельдің өлшемі таңдап алынған, экранның,
анықтығына және оригиналдың анықтығына, көшірілген суреттің масштабына
тәуелді. 20-21 дюймдік суретті өңдеуге арналған мониторлар стандартты
экрандық анықтықты береді. Олар 640х480, 800х600, 1024х768, 1280х1024,
1600х1200, 1600х1280, 1920х1200, 1920х1600 нүктелік болып бөлінеді.
Люминофордағы көршілес екі нүктенің арасы, сапалы мониторларда, 0,22-0,25
мм болады. Экрандық көшірме 72 dpi анықтық, түрлі түсті немесе лазерлік
принтерлерден шығару үшін 150-200 dpi анықтықтың, фотоэкспонациялық
қондарғыдан шығару үшін 200-300 dpi анықтық болса жеткілікті.
Көшірілген бейненің анықтығы және линиатура түсінігі
Растрлі бейненің нүктесінің өлшемі мейлі ол қатқыл көшірме болсын
(қағазға, пленкаға т.б. түсірілген көшірмелер) , мейлі ол экранға
түсірілген болсын қолданып отырған әдіс пен оригиналды растрлеу
параметрлеріне байланысты. Растрлеу кезінде оригиналды сызықты тормен
қаптайды. Бұл тордың ұяшығы растрдің элементі деп аталады. Дюйм бірлігіне
сәйкес келетін сызықтар саны растрдің жиілігін береді. Бұл жиілікті
линиатура деп атайды. Растрдегі нүктелердің өлшемі әр элементке есептеледі
және ол берілген ұяшықтағы түстің интенсивтілігіне байланысты.
Интенсивтілік неғұрлым үлкен болса, соғұрлым ұяшық тығыз болып толтырылады.
Мысалы, егер ұяшыққа тек қара түс сәйкес келсе, онда растр нүктесі растр
элементінің өлшемімен бірдей болады. Бұл кезде ұяшық 100% -ке толтырылады.
Егер ақ түс сәйкес келетін болса, онда толтыру шамасы 0%-ке тең. Толтырудың
көп кездесетін шамасы 3-98% арасында жатады. Сонымен қатар растрдың барлық
нүктелерінің оптикалық тығыздығы бірдей болады. Идеал жағдайда абсолют қара
түсті береді. Қанық түстердің иллюзиясы нүктенің өлшемдерін өзгерту арқылы
және нүкте арасындағы саңылауларды кішірейту арқылы жүзеге асады. Бұл әдіс
амплитудалық модуляцияланған растрлеу деп аталады. Түстің интенсивтілігі
(басқаша айтқанда жарықталуы) 256 деңгейге бөлінеді. Бұдан көп болатын
болса ол көзге әсер етпейді, ал аз болса онда сурет сапасы нашарлайды (ең
төменгісі 150 деңгей). Сонда, 256-ға сәйкес келетін түстегі растрдің ұяшығы
256=16x16 нүктеден тұрады. Бейненің көшірмесін полиграфиялық қондырғыдан
немесе принтерден шығарған кезде растрдің линиатурасы сапаға қойылатын
талапқа аппаратураның мүмкіндігіне баспа материалдарының параметрлеріне
байланысты таңдалынады. Лазерлік принтерлер үшін линиатура шамасы 65-100
Jpi, газеттерге 65-85 Jpi, кітап-журналдарға 85-133 Jpi, сурет және жарнама
жұмыстарына 133-300 Jpi сәйкес келеді. Бірінің үстіне бірі қапталған
растрлерді баспа жасау кезінде, мысалы көптүстілер, әрбір растр белгілі
бұрышқа бұрылады. Түрлі түсті баспада дәстүрлі түрде келесі бұрыштар
белгіленген: 105 градус көгілдір түске, 75 градус қанық сары түске, 90
градус сары түске, ал 45 градус қара түске сәйкес келеді. Сонымен қатар
растр ұяшығы қысқа бұрышты болады. Осыдан, линиатурасы 150 Jpi, түс
градиациясы 256 болатын, анықтық шамасы 16x150=240 dpi көздің сезіміне
аздық етеді. Сондықтан, кәсіби кластағы фотоэкспонациялық қондырғының
анықтығының ең төменгі шамасы 2540 dpi-дан кем болмауы керек. Осы жағдайда
растрдың түрлі бұрылу бұрыштарына сәйкес сапалы растр алуға болады. Түрлі
түсті бейнелердегі растрдің бұрылу бұрышының түзету коэффиценті 1,06
болады.
Динамикалық диапазон. Түсті суреттердің көріну сапасын динамикалық
диапазондармен өлшеу қалыптасқан. Бұл, өткізу коэффиценті немесе шағылу
коэффицентінің шамасына кері болып келетін, ондық логарифммен сипатталатын
оптикалық тығыздық. Жарық өткізетін оптикалық орта үшін динамикалық
диапазон мәні 0-4 аралығында жатады. Жарықты шағылыстыратын беттер үшін
динамикалық диапазон мәні 0-2 аралығында жатады. Динамикалық диапазон мәні
неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көріну сапасы артады.
Суреттердің параметрлері мен файлдың өлшемі арасындағы байланыс
Түс енгізу немесе жартылай түс енгізуде жоғары дәлдікті қажет ететін
жұмыстарда растрлі графика қолданылады. Алайда, анықтық шамасы өскен сайын
суреттердің файлдарының көлемі артып отырады. Қарапайым суреттер TIFF
форматында жинақтау режимі қосылғанның өзінде 4Мбайт орын алады. Жоғары
дәрежеде анықталған сандық суреттер 45-50Мбайт болса, А4 форматтағы түсті
суреттер 120-150Мбайт орын алады.
Растрлі графиканың кемшіліктерінің бірі суретті үлкейткен кездегі
пиксилизация құбылысының пайда болуы. Оригиналда нүктелердің белгілі бір
саны болатын болса, онда ол үлкейтілгенде нүктелердің де көлемі үлкейеді
және сурет сапасы нашарлайды. Аталған кемшілікті болдырмау үшін,
масштабтаған кезде анық көрінетіндей етіп оригиналды сандық түрге айналдыру
қажет немесе белгілі бір шекке дейін пиксилизация процесін азайтатын
стохастикалық растрды пайдалану. Тағы бір әдіс, масштабтаған кезде
интерполяциялау керек, яғни суретті үлкейткен кезде пайда болған ірі
нүктелердің арасына тағы қосымша нүктелер енгізу қажет.

Растрлі суретті масштабтау кезіндегі пиксилизация процесі

2 Векторлық графика

Егер растрлі графикада негізгі элемент нүкте болса, векторлық
графикада, ол – сызық. Сызықтар мына бір математикалық бірлік ретінде
есептелінеді, сондықтан растрлі графикада анағұрлым аз мәлімет қоры болады.

Сызық – векторлық графиканың элементар объектісі. Кез келген объект
сияқты сызықтар да белгілі бір қасиеттерге ие, яғни олар формасы,
қалыңдығы, түсі, сызбасы. Тұйықталмаған сызықтар түйін деп аталатын екі
нүктемен шектеледі. Түйіндердің, сызықтың бас аяғы, басқа объектілермен
түйісуін сипаттайтын параметрлер болады. Мысалы кубтың алты өзара
байланысқан төртбұрыштарынан, ал оларды өзара байланысқан төрт сызықтан
құрастыруға болады. Сонымен қатар, кубты қабырғасын құрайтын өзара
байланысқан он тоғыз сызықтан құруға болады.

Векторлық графиканың объектілері

3 Векторлық графиканың математикалық негізі
Енді біз векторлық графикадағы негізгі объектілерді жасау негіздеріне
тоқталайық.
Нүкте. Бұл жазықтық объектісі координата басына қатысты алынған (х,у)
сандары арқылы сипатталады.
Түзу сызық. Бұған y=kx+b теңдеуі сәйкес келеді. Белгілі координата
жүйесінде k және b параметрлерін көрсете отырып кез келген түзу сызық
сызуға болады, яғни сызыққа бастапқы орынға қатысты 2 параметр енгізу
керек.
Түзудің кесіндісі. Мұның айырмашылығы, тағы екі параметр керек. Мысалы,
х1,х2, яғни басы мен аяғы сипатталады.
Екінші дәрежелі қисық. Қисықтардың бұл тобына парабола, гипербола, элипс,
шеңбер бір сөзбен айтқанда теңдеуі екі дәрежеден аспауы керек. Екінші
дәрежелі қисықтарда қисаю бұрышы болмайды. Түзу сызықтар екінші дәрежелі
қисықтар тек дербес жағдайы болады. Екінші дәрежелі қисықтардың жалпы
теңдеуі былайша болады:
x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0
Осылайша, екінші дәрежелі шексіз қисықты сипаттау үшін бес параметр
болса жеткілікті. Егер қисық сызықтың кесіндісін сипаттау үшін тағы екі
параметр керек.
Үшінші дәрежелі қисық. Екінші дәрежелі қисықтардан бұл қисықтардың
айырмашылығы сол, мұнда қисайту нүктесі болуы мүмкін. Мысалы, y=x3
теңдеуінің графигінде қисайту нүктесі координата басында орналасқан.

Үшінші дәрежелі қисық
Міне осы қасиеттер үшінші дәрежелі қисықтарды векторлық графикада көп
қолдануға мүмкіндік береді. Мысалы, адам денесіндегі қисаю бөлшектері
үшінші дәрежелі қисықтардың қисаюына ұқсас болады. Барлық екінші дәрежелі
қисықтардың дербес жағдайы болады. Үшінші дәрежелі қисықтардың жалпы
теңдеуі:
X3+a1y3+a2x2y+a3xy2+a4x2+a5y2+a6xy+ a7x+a8y+a9=0
Осылайша үшінші дәрежелі қисықтар тоғыз параметрмен сипатталады. Оның
кесіндісін сипаттау үшін тағы екі параметр керек.
Безье қисығы Бұл үшінші жәрежелі қисықтардың қарапайым түрі. Безье қисығы
қисық соңындағы қос жанама жүргізуге негізделген. Безье қисығының кесіндісі
жеті параметрмен сипатталады,сондықтан олармен жұмыс істеу ыңғайлы.
Сызықтың формасына жанаманың бұрылу бұрышы мен кесіндінің ұзындығы әсер
етді. Сонымен, көрікті “тұтқа” ретінде пайдаланылады. Оның көмегімен
қисықтың формасын өзгертуге болады.

Безье қисығы
4 Растрлі және векторлы графика айырмашылығы

Осылайша, растрлі немесе векторлық формат суретпен жүргізілетін
жұмысқа байланысты таңдап алынады. Егер түсі анық көшіруге арналған
фотографиялық дәлдік қажет болатын болса, онда растрді таңдап алу керек.
Логатиптерді, схемаларды безендіру элементтерге векторлық форматтар таңдап
алынады. Растрлік және векторлық графиканың қайсысы болса да монитордың
экранында немесе басқа қондырғыларда нүктелермен шығатыны айтпаса да
белгілі. Интернетте графика растрлі форматта шығады. Оларға базалық модуль
GIF, JPG, PNG керексіз. Оларды орнатпай ақ жұмыс істейтін браузерлер
болады. Логинсіз (қосымша) жұмыс істейтін кең тараған браузерлер .gif,
.jpg, .png. Бір қарағанда, векторлық графика онша керексіз сияқты. Алайда,
көп жағдайда .gif .немесе jpg –тің экспортын солар қамтамасыз етеді. Сурет
салуды тек векторлық ортада үйренген абзал, себебі, қолың тайып кетіп
суретті бүлдіріп қойсаң оны түзету оңай болады. Ал, растрлі ортада салсаң,
онда сен суреттің фонын бүлдіріп қоюың мүмкін. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.