Растерно представяне на графична информация
Въпроси към рейтинг №2
Растерно представяне на графична информация
И така, растерното изображение е набор от точки, които последователно (ред по ред) образуват изображение. Всяка точка се запомня, в смисъл че се запомня нейният цвят. Получената цветна мозайка в крайна сметка създава впечатление за едно цяло. Растерният метод за съхраняване на картини е добър, защото е по-естествен не само за монитори, но и за скенери и принтери.
Основните недостатъци на растерния формат са: изкривяване на изображението при мащабиране, изразходване на значителни количества компютърна памет.
Векторно представяне на графична информация
Компресиране на информация
Компресията (компресията) е много важна при създаване на файлове с мултимедийна информация. Без него файловете биха били неприемливо големи.
Алгоритмите за компресиране, използвани при създаване на файлове, са разделени на два класа: такива, които осигуряват компресия без загуба на информация и такива, които позволяват част от нея да бъде загубена. Компресията без загуби се основава на премахването на излишъка в оригиналното представяне на информацията, т.е. на използването на по-икономично кодиране. Такава компресия се нарича още обратима. Компресията със загуби се основава на премахването на известна информация. В някои случаи тези загуби се оказват практически незабележими за окото или съвсем приемливи. Това се отнася главно за изображения като снимки. Опитът показва, че доста често, поради лека загуба на качество на такова изображение, е възможно значително да се намали размерът на файла. Компресията със загуби се нарича още необратима.
Растерни графични файлови формати
GIF форматът (- формат за обмен на графики) е предназначен за запазване на растерни изображенияброят на цветовете е не повече от 256.
Форматът PNG (Portable Web Graphics) е разработен, за да замени GIF формата. Форматът PNG трябваше да преодолее недостатъците на GIF, свързани с ограничението на броя на цветовете. PNG не е патентован и може да се използва безплатно.
Форматът JPEG (Joint Photographic Experts Group) е предназначен за компактно съхранение на многоцветни изображения с фото качество.
Форматът TIFF (Tagged Image File Format) е разработен като стандарт за сканирани изображения.
Векторни графични файлови формати
Форматът SWF, известен още като формат на Flash Player, е предназначен за съхраняване на векторни графики и анимационни клипове, които могат да съдържат звук. SWF файловете не могат да се редактират.
Форматът EPS е създаден за съхраняване на обектно-ориентирана графика (съдържаща векторни и растерни изображения, контури, текстови полета и т.н.), предназначена за печат на принтери.
Форматът WMF е собствен векторен формат на Windows. Разбира се от почти всички приложения на Windows, които по някакъв начин са свързани с векторна графика, но не се възприема от повечето програми на Mac OS.
Структура на софтуерния пакет за компютърна графика
Тази структура включва информационно осигуряване (ИС) и софтуер (ПО).Средства за информационна поддръжка 1. Библиотека
2. Временно съхранение на данни 3. Съхранение на готови графични изображения.Софтуерни инструменти 1. Програми за превод на входни данни.
2. Програми за формиране на структурата на информационния модел.
3. Програми за управление на базата данни на софтуерния пакет KG (СУБД). 4. Монитор на софтуерния пакет KG.
5.Интерфейс с модули на KG алгоритми.
6. Модули на CG алгоритми.
7. Програми за формиране на резултати.
8. Програми за поддържане на архив от изображения. 9. Постпроцесори.
Структурата и генерирането на изображения в компютърната графика
Процесът на генериране на всеки обект може условно да се раздели на три части:
1. Спецификация на графичен обект, т.е. описание на елементите, примитивите, координатните точки, които образуват обекта.
2. Инициализация на графичен обект, тоест задаване на име и атрибути и, ако е необходимо, начална точка на предварително определен обект, който е част от изображението.
3. Визуализация на графичен обект - извежда се вече инициализирано изображение на външно устройство.
Изобразяване на права линия в компютърна графика
Сегмент от права линияможе да бъде представен аналитично с помощта на различни методи за описание:
1) ясен: под формата на израз y=f(x).
2) имплицитно: f(x,y)=0.
3) параметрични: x=X(µ), y=Y(µ).
Алгоритъмът на Bresenham за изчертаване на отсечка от права линия
Основната идея на алгоритъма на Bresenham е да записва средната грешка между идеалната позиция на всяка точка и позицията на екрана на дисплея, в която тя действително се показва. Грешките между идеалната и действителната позиция на точката възникват поради дискретността на екрана на дисплея. Следователно действителната позиция на всяка точка от линията изисква най-доброто приближение. Във всяка итерация на цикъла за чертане на линия се извикват две променливи ex (грешка x) и ey (грешка y), които се увеличават в зависимост от промяната в стойностите съответно на координатите x и y. Когато стойността на грешката достигне определена стойност, тясе нулира в първоначалната си позиция и съответният координатен брояч се увеличава. Този процес продължава, докато линията бъде напълно начертана.
Алгоритъм за чертане на кръг на Брезенхам
Алгоритъмът се основава на увеличаване на координатите x и y с размера на грешката между тях. Стойността на грешката се присвоява на променливата (в програмата - делта). Получената функция записва точки върху окръжност, като използва свойството за симетрия на окръжността, което ви позволява да изчислявате точки само върху дъга от 45°.
В този случай x се променя от x \u003d 0 на x \u003d y \u003d r / v2
Проблем с рязане в компютърна графика
Ако изображението излезе извън екрана, тогава на някои дисплеи времето за изграждане се увеличава поради факта, че изображението е изградено в "ума". На някои дисплеи това води до изкривяване на изображението. Следователно е необходимо изрязване на сцената по границите на прозореца за видимост.
Сплайни в компютърната графика
Един от най-ефективните (по отношение на качеството на резултата и изчислителните разходи) методи за решаване на този проблем е използването на сплайни. Сплайнът е много гладка крива. Математически, гладкостта на кривите се изразява по отношение на непрекъснатостта на параметричните представяния x(t) и y(t) и техните производни.
Стъпки за 3D изобразяване
1. Определяне на координатите на наблюдателя (спрямо обекта).
2. Определяне на зоната за визуализация (където падат обекти).
3. Изграждане на изображение в RAM (формиране на база данни от математически модел на сцената).
4. Проекция (преход 3D -> 2D).
5. Премахване на невидими линии и повърхности.
6. Засенчване и рисуване (преход от телена рамка към плътно изображение).
7. Визуализация(извеждане на обекта на екрана).
Въпроси към рейтинг №2
Растерно представяне на графична информация
И така, растерното изображение е набор от точки, които последователно (ред по ред) образуват изображение. Всяка точка се запомня, в смисъл че се запомня нейният цвят. Получената цветна мозайка в крайна сметка създава впечатление за едно цяло. Растерният метод за съхраняване на картини е добър, защото е по-естествен не само за монитори, но и за скенери и принтери.
Основните недостатъци на растерния формат са: изкривяване на изображението при мащабиране, изразходване на значителни количества компютърна памет.