Технологии обработки графической информации презентация

Компьютерная графика
технология создания и обработки графических изображений при помощи аппаратных и программных средств компьютера

конец 70-х годов 20-го века
создание растровых дисплеев
вывод больших массивов данных,
устойчивое, немерцающее изображение,
работа с цветом и недорогие мониторы.
Впервые стало возможным получение цветовой гаммы.
Растровая технология стала доминирующей.

Компьютерная графика
Научная графика
Деловая (офисная) графика
Художественная
Демонстрационная графика
Техническая

Разделы графики
Алгоритмический Аппаратный
Программный

Виды графики
Растровая
Векторная
Фрактальная

Растровая графика
изображение - совокупность отдельных точек (пикселей).
Пиксель - наименьший элемент растрового изображения.
Растровые редакторы: Paint, Photoshop, CorelPhotoPaint
и т.д.
Типы графических изображений: *.bmp; *.gif; *.tiff;*.jpg
Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку.

РАСТРОВАЯ ГРАФИКА

Векторная графика
изображение - совокупность простых графических примитивов, которые задаются их математическим описанием (формулами).
Основной элемент - примитив
Векторные редакторы: CorelDraw, Adobe Illustrator, Word (панель рисования) и т.д.
Типы графических изображений: *.wmf; *.cdr; *.dxf; *.eps; *.cgm;
Программные средства для работы с векторной графикой, предназначены для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки.

ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА

Фрактальная графика
изображение составляется из одинаковых частей - геометрических фигур, каждая из которых подобна другой.
Фрактал (лат. fractus - дроблёный, сломанный, разбитый) - бесконечно самоподобная геометрическая фигура, каждый фрагмент которой повторяется при уменьшении масштаба

Свойства фрактальной фигуры
Нетривиальность структуры
Фрагмент схож со всем рисунком.
Увеличение масштаба не приводит к ухудшению.
Изображение всегда остается одинаково сложным.
Подобность каждой части рисунка.
Математическая размерность.
Построение на основе повторения.

Фрактальная графика

Фрактальность природы

Фрактальность природы

Фрактальные редакторы
Редакторы:
Art Dabbler, Ultra Fractal, Fractal Explorer, ChaosPro, Apophysis, Mystica и т.д.
Сферы применения:
создание обычных текстур, фоновых изображений, ландшафты для компьютерных игр, построение нереальных изображений

Фрактальная графика

Создание фрактальной графики
1. Задание условия
фигура, на основе которой будет строиться все изображение
2. Задание процедуры
преобразует условие
3. Получение геометрического фрактала.

Небольшой размер при масштабном рисунке.
Нет конца масштабированию, сложность картинки можно увеличивать бесконечно.
Нет другого такого же инструмента, который позволит создавать сложные фигуры.
Реалистичность.
Простота в создании работ.

Программируемое изображение
Представляется в виде операторов какого-нибудь языка программирования.
Данное изображение формируется при выполнении программы

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Свет – это электромагнитное излучение.
Излучаемый свет – это свет, выходящий от источника, например, Солнца, лампочки или экрана монитора.
Отраженный свет – это свет, отразившийся от поверхности объекта.

состоит из спектрального распределения электромагнитной энергии с длинами волн в диапазоне
400 - 700 нм.
Именно с восприятия начинается обработка человеком графической информации
Видимый свет

Воздействие цвета
Физическое
Оптическое
Психологическое
Психофизическое

Разрешающая
способность монитора
это размер растра, задаваемого в виде M*N , где M- количество точек по горизонтали, N - количество точек по вертикали.
Количество цветов, воспроизводимых на экране монитора (K) и число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (b) (битовая глубина), связаны формулой K=2b .
Объем видеопамяти, необходимой для хранения одной страницы изображения V=b*M*N.

Цветовые модели
Для моделирования цвета при обработке изображения используются палитры т.е. способ описания цвета.
Для излучаемого света (экран монитора), используется палитра RGB.
Для отраженного света (печать на бумаге), используется палитра CMYK.
Интенсивность каждой краски задается по абсолютному значению (0..255), в % (0..100).

КЛАССИФИКАЦИЯ
Аддитивные модели
RGB
Полиграфические модели
CMYK
Математические модели
HSВ

ЦВЕТОВАЯ МОДЕЛЬ RGB
Red(100%)+ Green(100%)+ Blue(100%) = БЕЛЫЙ
Red(0%)+ Green(0%)+ Blue(0%) = ЧЕРНЫЙ

ЦВЕТОВАЯ МОДЕЛЬ CMYK
Основана на восприятии не излучаемого, а отражаемого цвета.
Белый = Red– (Green + Blue),
где Green + Blue = Cyan - голубой
Белый = Green – (Red+ Blue),
где Red+ Blue = Magenta – пурпурный
Белый = Blue– (Red+ Green),
где Red+ Green= Yellow – желтый
компонент чистого черного цвета (BlacK).

Цветовая модель HSB
HSB (оттенок - hue, насыщенность - saturation, величина - value)

Цветовая температура

Цветовые справочники
Фактическим стандартом в области идентификации цветов являются цветовые справочники PANTONER
PANTONER справочники - это наборы листов с тестовой печатью с указанием числовых значений цвета в системе RGB и CMYK.
Имея цветовые справочники, можно откалибровать монитор.

МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
И ХРАНЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Режим True Color
Если для кодирования цвета отвести 1 байт памяти, то возможно будет закодировать 28=256 оттенков (значений) цвета.
Три цвета (красный, зеленый, синий) в этом случае могут передать 256х256х256 = 16 777 216 различных оттенков.

Режим High Color
Высококачественный цвет, использует 15- и 16-битовое кодирование цвета.
Обеспечивает качество изображения, близкое к качеству цветной фотографии в объеме 216=65536 оттенков цвета.

Режим индексирования цветов
Индексный режим, базируется на заранее созданной таблице (палитре) цветовых оттенков

Форматы графических файлов
BMP(Bit MaP image ) — универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows.
поддерживается многими графическими редакторами, в том числе редактором Paint.
рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.

Форматы графических файлов
TIFF (Tagged Image File Format ) — формат растровых графических файлов.
поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами.
включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации.
используется для обмена документами между различными программами.
рекомендуется для использования при работе с издательскими системами.

Форматы графических файлов
GIF (Graphics Interchange Format ) — формат растровых графических файлов.
поддерживается приложениями для различных операционных систем.
включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз.
рекомендуется для хранения изображений, создаваемых программным путем (диаграмм, графиков и так далее) и рисунков (типа аппликации) с ограниченным количеством цветов (до 256).
используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Форматы графических файлов
PNG (Portable Network Graphic ) — формат растровых графических файлов.
аналогичен формату GIF.
рекомендуется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Форматы графических файлов
JPEG (Joint Photographic Expert Group ) — формат растровых графических файлов.
реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций.
алгоритм сжатия позволяет уменьшить объем файла в десятки раз, однако приводит к необратимой потере части информации.
поддерживается приложениями для различных операционных систем.
используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Форматы графических файлов
WMF (Windows MetaFile ) — универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений.
используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.
EPS (Encapsulated PostScript ) — формат векторных графических файлов.
поддерживается программами для различных ОС.
рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах.
CDR (CorelDRaw files ) — оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.