Компьютерлік графиканың негізгі түрлері

Компьютерлік графиканың негізгі түрлері

Компьютерлік  графика – арнайы есептеу кешендерінің көмегімен бейнелерді  жасау мен оларды  өңдеу құралдары мен әдістерін зерттейтін пән болып табылады.

   Компьютерлік графика монитор экранында немесе сыртқы тасымалдаушыларда (қағаз, кинопленка, мата және т.б.) көшірмелерінде кескіндерді бейнелеудің барлық  түрлерін қамтиды.

     Деректерді көрнекілеу адамзат қызметінің әр түрлі салаларында орын алып келеді. Мысалы, медицина (компьютерлік томография), ғылыми зерттеулер, киімдерді модельдеу, тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар және т.б.

   Кескіндерді жасаудың тәсілдеріне қарай компьютерлік графика келесі түрлерге бөлінеді:

- растрлық;

- векторлық;

- фрактальдық.

   Пәннің  тағы да бір ерекше бөлімі  - үшөлшемді (3D) графика. Бұл пән объектілердің көлемдік модельдерін виртуалды кеңістікте құрастырудың әдістері мен тәсілдерін зерттейді. Әдетте мұнда кескіндеудің векторлық және растрлық тәсілдері үйлесімді қолданылады.

   Түстеріне байланысты графика қара-ақ және түрлі-түсті болады. Әр түрлі салаларға мамандандырылғанына байланысты инженерлік графика, ғылыми графика, Web-графика, компьютерлік полиграфия және т.б. түрлер болады.

   Компьютерлік  графика көбінше тек құрал  ретінде қолданылғанмен, оның құрылымы мен әдістеріматематика, физика, химия, биология, статистика, бағдарламалау және т.б. фундаментальді және қолданбалы ғылымдарының жетістіктеріне негізделеді. Сондықтан компьютерлік графика қарқынды дамуда және көп жағдайда жалпы компьютерлік индустрияда жетекші орын алады.   

   Компьютерлік  графиканың түрлері 

   Фрактальдік графика

   Фрактальдік графика математикалық есептеулерге негізделеді. Фрактальдік графиканың базалық элементі математикалық формула болып табылады. Яғни компьютердің жадында ешқендей объектілер сақталмайды, ал кескіндер берілген теңдеулер бойынша тұрғызылады. Осы тәсілмен қарапайым құрылымдардан бастап табиғи ландшафттар  мен үшөлшемді объектілерді имитация жасайтын күрделі кескіндерге дейін тұрғызылады.

   Үшөлшемді графика.

   Үшөлшемді графика ғылыми есептеулерде, инженерлік жобалауда, физикалық объекттерді компьютерлік модельдеуде кеңінен орын алады. Мысал ретінде үшөлшемді модельдеудің күрделі вариантын – физикалық дененің қозғалыстағы кескіндерін құрастыру. Объетіні кеңістік модельдеу үшін келесі қадамдарды орындау керек:

• • объектінің нақты формасына барынша сәйкес виртуалдық каркасын «скелетін» жобалау және жасау;

  • физикалық қасиеттері объектінің нақты материалдарына ұқсас болатын виртуалды материалдарды жобалау және жасау;

  • объектінің беттерінің бөліктеріне тиісті материалдарды тағайындау (кәсіби жаргонда оны «текстураларды объектіге проекциялау» дейді);

  • объект орналасқан кеңістіктің физикалық параметрлерін келтіру керек – жарықты, графитацияны, атмосфера қасиеттерін, өзара байланысты объектілер мен беттердің қасиеттерін беру;

  • объектілер қозғалысының траекториясын беру;

  • кадрлардың қорытынды реттілігін есептеу;

  • анимациялық роликке қажетті эффекттерді беру.

    Объектінің  реалистік моделін құру үшін геометриялық примитивтер (тік төртбұрыш, куб, шар, конус және т.б.)  және онлайндық депе аталатын жатық беттер қолданылады.  

    Растрлық  графика.

         Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан тұрады. Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге компьютер жадында бір ұяшық қажет. Растрлық графикада ұзындық бірлігінде нүктелер санын анықтайтын мүмкіндік ұғымының маңызы зор. Оның келесі түрлері болады:

• • түпнұсқаның мүмкіндігі;

  • экран кескінінің мүмкіндігі;

  • баспа кескінінің мүмкіндігі.

    Түпнұсқаның мүмкіндігі.

    Түпнұсқаның мүмкіндігі бір дюймдегі нүктелер санымен  өлшенеді (dots per inch - dpi) және кескін сапасына қойылатын талаптарға, цифрлау тәсіліне, файлдың форматына және басқа да параметрлерге байланысты болады.

    Экрандық  кескіннің мүмкіндігі.

    Кескіннің экрандық көшірмесінде растрдың элементар  нүктесін пиксел деп атайды. Пикселдің  өлшемі таңдалған экрандық мүмкіндікке, түпнұсқа мүмкіндігіне және кескін масштабына байланысты. Диагоналі 20-21 дюйм болатын мониторлар 640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1280, 1920×1200, 1920×1600 нүктелі экрандық мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді.

    Экрандық  көшірме үшін 72dpi мүмкіндігі жеткілікті, ал түсті немесе лазерлік принтерлерде басып шығару үшін 150-200 dpi, фотосурет басып шығару үшін 200-300 dpi мүмкіндіктері болуы керек.

    Векторлық графика.

    Растрлық  графикада кескіннің базалық  элементі нүкте болып табылады дедік. Ал веторлық графикада базалық элемент сызық болып табылады. Сызық бір тұтас объект ретінде математикалықжолмен сипатталады. Сондықтан векторлық графика құралдарымен объектті кескінде үшін қажетті деректер көлемі растрлық графикамен салыстырғанда едәуір аз болады.

    Сызық – векторлық графиканың элементар объектісі. Кез келген басқа да объекттер сияқты, сызықтың да өзіне тәне қасиеттері болады. Мысалы, оның формасы (түзу немесе қисық), қалыңдығы, түсі, түрі (тұтас, пунктирлі). Тұйық сызықтардың ішін толтыру қасиеттері болады. Тұйық сызықтардың іші басқа объекттермен немесе таңдалған түспен толтырылуы мүмкін. Қарапайым тұйық емес сызық түйіндер депе аталатын екі нүктемен шектеледі. Ол  түйіндердің де қасиеттері болады. Қалған объектілердің барлығы сызықтардан құралады. Мысалы, кубты өзара байланысқан алты тік төртбұрыштардан құрауға болады, ал ол тік төртбұрыштардың әрқайсысы өзара байланысқан төрт сызықтардан тұрады. Немесе кубты өзара байланысқан он екі сызықтардан құралған деп қарастыруға болады.