Основи комп'ютерної графіки

1. ОсновиОснови
компкомп’’ютерноїютерної
графікиграфіки

2. Що таке компЩо таке комп ’’ютернаютерна
графікаграфіка
 Комп'ютерна графіка - область діяльності, пов'язаної зіКомп'ютерна графіка - область діяльності, пов'язаної зі
створенням та обробкою цифрових зображень. Всястворенням та обробкою цифрових зображень. Вся
вводиться, зберігається, обробляється і виводитьсявводиться, зберігається, обробляється і виводиться
інформація може надаватися в них в дискретно цифровомуінформація може надаватися в них в дискретно цифровому
вигляді, тобто за допомогою цифрових кодів (чисел). ПК невигляді, тобто за допомогою цифрових кодів (чисел). ПК не
може зберігати і обробляти безперервне реальнеможе зберігати і обробляти безперервне реальне
зображення, що має нескінченно велику кількість елементівзображення, що має нескінченно велику кількість елементів
візуальної інформації. Для цього буде потрібно нескінченновізуальної інформації. Для цього буде потрібно нескінченно
великий обсяг пам'яті, не кажучи вже про час завантаження івеликий обсяг пам'яті, не кажучи вже про час завантаження і
обробки такого зображення. На згадку ПК вводиться і потімобробки такого зображення. На згадку ПК вводиться і потім
зберігається модель реального зображення (цифровезберігається модель реального зображення (цифрове
зображення).зображення).

3. Що таке цифровеЩо таке цифрове
зображення?зображення?
 цифрове зображення - модельцифрове зображення - модель
реального або синтезованогореального або синтезованого
(створеного штучно) зображення, що(створеного штучно) зображення, що
зберігається в пам'яті ПК у виглядізберігається в пам'яті ПК у вигляді
комбінації кодів (чисел).комбінації кодів (чисел).

4. Що таке модель?Що таке модель?
 Модель - це завжди спрощене уявлення деякогоМодель - це завжди спрощене уявлення деякого
процесу або об'єкта, його опис. Одна з цілей опису -процесу або об'єкта, його опис. Одна з цілей опису -
скоротити обсяг інформації. Близькість опису доскоротити обсяг інформації. Близькість опису до
вихідного об'єкту характеризує якість моделі (їївихідного об'єкту характеризує якість моделі (її
адекватність). Чим детальніше описуєтьсяадекватність). Чим детальніше описується
реальний об'єкт, тим краще, якісніше модель, тимреальний об'єкт, тим краще, якісніше модель, тим
більше вона йому відповідає. Разом з тим, дужебільше вона йому відповідає. Разом з тим, дуже
докладний опис може стати надмірно громіздким,докладний опис може стати надмірно громіздким,
зажадає більше пам'яті для зберігання і більше часузажадає більше пам'яті для зберігання і більше часу
для обробки. Тому завжди вибирається розумнийдля обробки. Тому завжди вибирається розумний
компроміс між цілями і наявними можливостями.компроміс між цілями і наявними можливостями.

5. Основні види моделейОсновні види моделей
цифрових зображеньцифрових зображень
 Векторна модельВекторна модель
 Растрова модель цифровогоРастрова модель цифрового
зображеннязображення

6. Сумування базовихСумування базових
кольорівкольорів
 Якщо ж управляти інтенсивністю кожного з основнихЯкщо ж управляти інтенсивністю кожного з основних
компонентів, то можна отримати безліч відтінків майже всіхкомпонентів, то можна отримати безліч відтінків майже всіх
кольорів видимого світла. При однакових значенняхкольорів видимого світла. При однакових значеннях
інтенсивності ми отримаємо відтінки сірого. Щоб отриматиінтенсивності ми отримаємо відтінки сірого. Щоб отримати
гладку шкалу по кожному зі складових квітів, як і в випадку згладку шкалу по кожному зі складових квітів, як і в випадку з
кодуванням тони, необхідно мати не менше 200 градацій.кодуванням тони, необхідно мати не менше 200 градацій.
Звідси, для оцифровки інтенсивності випромінювання кожногоЗвідси, для оцифровки інтенсивності випромінювання кожного
з основних кольорів слід виділити не менее8 біт (1 байт).з основних кольорів слід виділити не менее8 біт (1 байт).
Таким чином, кожен піксель буде закодований 24 бітами (3Таким чином, кожен піксель буде закодований 24 бітами (3
байта - по 1 байту на основний колір: червоний, зелений,байта - по 1 байту на основний колір: червоний, зелений,
синій). Закодований таким чином колір пікселя можесиній). Закодований таким чином колір пікселя може
відображати будь-який з 16,8 млн. Колірних відтінків (256 хвідображати будь-який з 16,8 млн. Колірних відтінків (256 х
256 х 256 = 16 777 216). Такого величезного набору цілком256 х 256 = 16 777 216). Такого величезного набору цілком
достатньо для високоякісного уявлення на екрані повноціннихдостатньо для високоякісного уявлення на екрані повноцінних
кольорових фотографій. До речі, тріада (RGB)кольорових фотографій. До речі, тріада (RGB)
використовується і в телебаченні, і в кіно, і в фотографії.використовується і в телебаченні, і в кіно, і в фотографії.

7. Що таке оцифровкаЩо таке оцифровка
зображеннязображення??
 Оцифровка зображення - процесОцифровка зображення - процес
формування растрової моделі реальногоформування растрової моделі реального
зображення за допомогоюзображення за допомогою
 спеціальних пристроїв введенняспеціальних пристроїв введення
(сканери, цифрові фотоапарати).(сканери, цифрові фотоапарати).

8. Формування кольору вФормування кольору в
моделі зображеннямоделі зображення
 У комп'ютерній графіці використовують два принципово різних підходи до формуванняУ комп'ютерній графіці використовують два принципово різних підходи до формування
кольору в моделі зображення: індексування і підсумовування колірних складових.кольору в моделі зображення: індексування і підсумовування колірних складових.
 При індексуванні кольору разом із зображенням зберігають спеціальну таблицюПри індексуванні кольору разом із зображенням зберігають спеціальну таблицю
кольорів (color table), або колірну палітру, а кожен піксель містить номер (індекс)кольорів (color table), або колірну палітру, а кожен піксель містить номер (індекс)
кольору з цієї таблиці. Від розміру палітри залежить не тільки обсяг графічного файлу,кольору з цієї таблиці. Від розміру палітри залежить не тільки обсяг графічного файлу,
але і якість передачі кольору, а значить - якість зображення. Через недостатню кількістьале і якість передачі кольору, а значить - якість зображення. Через недостатню кількість
квітів на зображенні з'являються зони «зникнення» кольору. Якість колірногоквітів на зображенні з'являються зони «зникнення» кольору. Якість колірного
представлення моделі при даному способі відрізняється від початкового зображення.представлення моделі при даному способі відрізняється від початкового зображення.
 Спосіб формування видимого кольору шляхом підсумовування колірних складовихСпосіб формування видимого кольору шляхом підсумовування колірних складових
відомий з часів Ньютона (XVII ст.). Його досліди зі скляною призмою з розкладаннявідомий з часів Ньютона (XVII ст.). Його досліди зі скляною призмою з розкладання
сонячного світла на спектральні складові, а також зворотному їх підсумовуваннясонячного світла на спектральні складові, а також зворотному їх підсумовування
описані в шкільному підручнику з фізики. Щоб запам'ятати кольори спектра (червоний,описані в шкільному підручнику з фізики. Щоб запам'ятати кольори спектра (червоний,
оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий), використовується фразаоранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій, фіолетовий), використовується фраза
«кожен мисливець бажає знати, де сидить фазан». У XIX ст. Гельмгольц з'ясував, що«кожен мисливець бажає знати, де сидить фазан». У XIX ст. Гельмгольц з'ясував, що
білий колір (White) також можна отримати, склавши три базових кольори, а самебілий колір (White) також можна отримати, склавши три базових кольори, а саме
червоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue), при максимальній інтенсивності їхчервоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue), при максимальній інтенсивності їх
випромінювання. Відсутність всіх складових утворює чорний колір (BlacK). Попарневипромінювання. Відсутність всіх складових утворює чорний колір (BlacK). Попарне
підсумовування дозволяє отримати проміжні кольори:підсумовування дозволяє отримати проміжні кольори:
 R + G = Y - червоний і зелений дають жовтий (Yellow);R + G = Y - червоний і зелений дають жовтий (Yellow);
 G + В = С - зелений і синій дають блакитний (Cyan);G + В = С - зелений і синій дають блакитний (Cyan);
 В + R = М - синій і червоний дають пурпурний (Margenta).В + R = М - синій і червоний дають пурпурний (Margenta).

9. Кольорова модельКольорова модель
 Кольорова модель - це спосіб формального опису кольору на основіКольорова модель - це спосіб формального опису кольору на основі
складових його компонентів.складових його компонентів.
 Всі моделі, що існують в графічних програмах, можна умовноВсі моделі, що існують в графічних програмах, можна умовно
класифікувати:класифікувати:
 Монохромні моделі:Монохромні моделі:
 двухградаціонние;двухградаціонние;
 напівтонові.напівтонові.
 Кольорові моделі:Кольорові моделі:
 індексні (або палітровие);індексні (або палітровие);
 повнокольорові (адитивні, перцепційне і субстрактівние).повнокольорові (адитивні, перцепційне і субстрактівние).

10. КласифікаціяКласифікація
комп'ютерної графікикомп'ютерної графіки
 Класифікація комп'ютерної графіки можлива за різнимиКласифікація комп'ютерної графіки можлива за різними
критеріями. Наприклад, в залежності від моделі цифровогокритеріями. Наприклад, в залежності від моделі цифрового
зображення можна виділити такі різновиди:зображення можна виділити такі різновиди:
 растрова графіка;растрова графіка;
 векторна графіка;векторна графіка;
 поєднана графіка.поєднана графіка.
 У кожному з наведених варіантів комп'ютерної графікиУ кожному з наведених варіантів комп'ютерної графіки
використовується відповідна модель цифрового зображеннявикористовується відповідна модель цифрового зображення
або їх комбінація (сполучена). Всі вони розглядалися раніше вабо їх комбінація (сполучена). Всі вони розглядалися раніше в
цьому розділі. ? В залежності від розмірності моделіцьому розділі. ? В залежності від розмірності моделі
виділяють два види:виділяють два види:
 двомірна графіка (2D);двомірна графіка (2D);
 тривимірна графіка (3D).тривимірна графіка (3D).