Обработка графической информации

Компьютерная графика – это целая наука, в которой изучается работа на компьютере, при которой создаются новые изображения, а также визуализация таких картинок с реальной жизни. Компьютерная графика берет свое начало еще с 1961 года, когда С. Рассел, пытался сделать свою первую графику под компьютерную игру и это ему частично удалось.

На сегодняшний день домашний компьютер во многих случаях является не только средством для работы с офисными приложениями, но и мощным мультимедийным центром, с помощью которого можно создавать и обрабатывать фотографии, смотреть видеоролики и фильмы, слушать музыку или наслаждаться современными трехмерными видеоиграми.

Мощное развитие цифровых технологий, и в частности цифровой фототехники, превратили современные домашние компьютеры в настоящие фотоархивы, а редактирование всевозможных изображений теперь является одним из самых любимых занятий многих пользователей.

В настоящее время специалистами определено четыре вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика, трёхмерная и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Сферы применения машинной графики 

  • Компьютерное моделирование
  • САПР (системы автоматизированного проектирования)
  • Компьютерные игры
  • Обучающие программы
  • Реклама и дизайн
  • Мультимедиа презентации
  • Internet

Изображение на экране монитора формируется из отдельных точек - пикселей (англ. picture element - элемент изображения), образующих строки; всё изображение состоит из определённого количества таких строк.

Пространственное разрешение монитора - это количество пикселей, из которых складывается изображение на его экране. 

Разрешение любого монитора - это полное количество пикселей, формирующих изображение. Например, разрешение 1280 х 1024 означает, что изображение состоит из 1024 строк по 1280 точек в каждой. Чем выше разрешение, тем, естественно, более четким получается изображение. Сегодня каких-либо официальных стандартов обозначения разрешений дисплеев не существует, однако сложилась и успешно развивается полуофициальная система подобных наименований:

Сокращение
Полное название
Разрешение
WHUXGA
Wide Hex Ultra Extended Graphics Array
7680 x 4800
HUXGA
Hex Ultra Extended Graphics Array
6400 x 4800
WHSXGA
Wide Hex Super Extended Graphics Array
6400 x 4096
HSXGA
Hex Super Extended Graphics Array
5120 x 4096
WQUXGA
Wide Quad Ultra Extended Graphics Array
3840 x 2400
QUXGA
Quad Ultra Extended Graphics Array
3200 x 2400
WQSXGA
Wide Quad Super Extended Graphics Array
3200 x 2048
QSXGA
Quad Super Extended Graphics Array
2560 x 2048
QXGA
Quad Extended Graphics Array
2048 x 1536
WUXGA
Wide Ultra Extended Graphics Array
1920 x 1200
UXGA
Ultra Extended Graphics Array
1600 x 1200
WSXGA+
Wide Super Extended Graphics Array+
1680 x 1050
SXGA+
Super Extended Graphics Array+
1400 x 1050
WSXGA
Wide Super Extended Graphics Array
1600 x 1024
SXGA
Super Extended Graphics Array
1280 x 1024
WXGA
Wide Extended Graphics Array
1366 x 768
XGA
Extended Graphics Array
1024 x 768
SVGA
Super Video Graphics Array
800 x 600
WVGA
Wide Video Graphics Array
852 x 480 (858 x 484)
VGA
Video Graphics Array
640 x 480
EGA
Enhanced Graphics Adaptor
640 x 350
QVGA
Quarter Video Graphics Array
320 x 240
CGA
Color Graphics Adaptor
320 x 200

 

Глубина цвета - термин, обозначающий, какое количество цветов или оттенков передает изображение, и изменяется в битах. Подавляющее число изображений, с которыми производится работа, имеют глубину цвета 8 бит на канал, что позволяет в каждом канале изображения хранить до 256 его оттенков. Что это значит? Глубина цвета определяет, сколько бит изображения отводится под хранение графической информации. Чем больше бит отводится под хранение цвета одной точки, тем большее количество цветов одновременно можно передать. При глубине цвета 1 бит, под каждый отдельный пиксел отводится 1 бит информации, и каждый из них может быть или черным, или белым. Так хранится цветовая информация в файлах цветовой модели Bitmap. При использовании двух бит возможно хранение цветовой информации об одном из четырех возможных цветах каждого пиксела. При использовании 4 бит на пискел - уже 16 - и цветов (значения глубины цвета, большие 1 и до 8 бит на точку характерны для т.н. индексированных палитр, что активно используется, например, в файлах формата *.GIF). 8 бит позволяет хранить до 256 различных цветов. Это значение глубины цвета считается стандартным и используется по умолчанию в большинстве пакетов подготовки иллюстраций. Более высокие значения глубины цвета (16 бит) позволяет хранить 65,536 оттенков цвета одновременно.

 

Видеосистема

Видеосистема служит для вывода текстовой и графической информации из компьютера. Видеосистема компьютера состоит из видеоадаптера (или иначевидеокарты), который отвечает за формирование изображения, и монитора, на который это изображение выводится.

Видеокарта состоит из четырех основных устройств: памятиконтроллера,цифро-аналогового преобразователя (ЦАП, DAC) и видео-ПЗУВидеопамять нужна для хранения изображения, ее размер определяет максимально возможное разрешение изображения. Видеоконтроллер отвечает за вывод изображения из видеопамяти, обновление ее содержимого, формирование сигналов для монитора и обработку запросов центрального процессора, который задает необходимый поток информации для вывода. Цифро-аналоговый преобразователь служит для преобразования потока цифровых данных, формируемого видеоконтроллером, в уровни интенсивности цвета, подаваемые на монитор, поскольку мониторы используют аналоговый видеосигнал. Видео-ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, в которое записаны видео-BIOS, программы обработки изображения, экранные шрифты, служебные таблицы и т. п.

Монитор — это устройство вывода графической и текстовой информации в форме, доступной пользователю. Мониторы входят в состав любой компьютерной системы.

Сегодня самый распространенный тип мониторов это мониторы с электронно-лучевой трубкой, или CRT мониторы. По своему строению они подобны бытовым телевизорам.LCD мониторы (жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. ЖК-мониторы имеют очень малую толщину (порядка нескольких сантиметров) и не излучают электромагнитных полей. Размер монитора определяется диагональю экрана и измеряется в дюймах. Современные мониторы имеют размер 15, 17, 19, 21 и более дюймов. Частота обновления экрана (количество обновлений экрана в секунду) измеряется в герцах (Гц). Комфортная работа пользователя, при которой он не замечает мерцания экрана, возможна при частоте обновления экрана не менее 75 Гц.

Любое изображение на экране монитора формируется с помощью маленьких точек —пикселов, которые могут изменять свой цвет. Количество цветов, которые может принимать пиксел, называется глубиной цвета, а количество пикселов на экране — разрешением. Современные мониторы поддерживают разрешение не менее 800×600 пикселов с глубиной цвета в 16 млн. цветов.

 

Задания для проверки

Задача 

установите соответствие между понятиями и их описаниями 

(ответ записать в виде 1-а)

 

1. пиксель а) основное устройство вывода видеоинформации

2. пространственное разрешение

монитора

б) количество пикселей, из которых складывается изображение
3. глубина цвета в) точечный элемент экрана монитора
4. монитор г) длина двоичного кода, который используется для кодирования цвета пикселя
5. частота обновления экрана д) набор цветов, которые могут быть воспроизведены при выводе изображения на монитор
6. палитра е) количество обновлений изображения на экране монитора в секунду