1. Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Комунальний заклад «Луцька гімназія №18»
Реферат
на тему:
«Комп’ютерна графіка»
Підготував:
Учень 8-А класу
Кушмирук Олександр Миколайович
м. Луцьк, 2014

2. Зміст
1.Абстрактні поняття .......................................................................................3
3.Растрова графіка............................................................................................6
4.Фрактальна графіка ......................................................................................7
5.Фрактальна графіка ......................................................................................8
6.Тривимірна графіка ......................................................................................9
7.Справжня сторона графіки....................................................................... 10
2

3. 3
1.Абстрактні поняття
Поняття про комп'ютерну графіку. Визначним досягненням людства в
останні десятиріччя є швидкий розвиток електроніки, обчислювальноъ техніки
та створення на їхній основі багатопланової автоматизованої системи
комп'ютерної графіки.
На початку свого розвитку комп'ютерну графіку розглядали як частину
системного програмування для ЕОМ або один з розділів систем
автоматизованого проектування (САПР). Сучасна комп'ютерна графіка
становить ряд напрямів і різноманітних застосувань. Для одних із них основою є
автоматизація креслення технічної документації, для інших – проблеми
оперативної взаємодії людини й комп'ютера, а також задачі числової обробки,
розшифрування та передачі зображень.
Однією з основних підсистем САПР, що забезпечує комплексне виконання
проектних робіт на основі ЕОМ, є комп'ютерна графіка (КГ).
Комп'ютерною, або машинною, графікою називають наукову
дисципліну, яка розробляє сукупність засобів та прийомів автоматизації
кодування, обробки й декодування графічної інформації. Іншими словами,
комп'ютерна графіка розробляє сукупність технічних, програмних,
інформаційних засобів і методів зв'язку користувача з ЕОМ на рівні зорових
образів для розв'язання різноманітних задач при виконанні конструкторської та
технічної підготовки виробництва.
Вивчення комп'ютерної графіки зумовлене:
 широким впровадженням системи комп'ютерної графіки для забезпечення
систем автоматизованого проектування, автоматизованих систем

4. конструювання (АСК) та автоматизованих систем технологічної
підготовки виробництва (АСТПВ) в усіх сферах інженерної діяльності;
 значним обсягом перероблюваної геометричної інформації, що становить
60...80 % загального обсягу інформації, необхідної для проектування,
конструювання та виробництва літаків, кораблів, автомобілів, складних
архітектурних споруд тощо;
 необхідністю автоматизації виконання численних креслярсько-графічних
4
робіт;
 необхідністю підвищення продуктивності та якості інженерної праці
Метою комп'ютерної графіки є підвищення продуктивності інженерної
праці та якість проектів, зниження вартості проектних робіт, скорочення термінів
виконання їх.
2. Історія.
Перші обчислювальні машини не мали окремих засобів для роботи з
графікою , проте вже використовувалися для отримання і обробки зображень.
Програмуючи пам'ять перших електронних машин , побудовану на основі
матриці ламп , можна було отримувати узори .
У 1961 році програміст С. Рассел очолив проект по створенню першої
комп'ютерної гри з графікою. Створення гри ( « Spacewar !") Зайняло близько 200
людино- годин. Гра була створена на машині PDP- 1 .
У 1963 році американський вчений Айвен Сазерленд створив програмно -
апаратний комплекс Sketchpad , який дозволяв малювати крапки , лінії і кола на
трубці цифровим пером. Підтримувалися базові дії з примітивами : переміщення
, копіювання та ін. По суті , це був перший векторний редактор , реалізований на
комп'ютері. Також програму можна назвати першим графічним інтерфейсом ,
причому вона була такою ще до появи самого терміна .
У середині 1960 -х рр. . з'явилися розробки в промислових додатках
комп'ютерної графіки. Так , під керівництвом Т. Мофетта і Н. Тейлора фірма Itek
розробила цифрову електронну креслярську машину. У 1964 році General Motors

5. представила систему автоматизованого проектування DAC - 1 , розроблену
спільно з IBM.
У 1964 році групою під керівництвом Н. Н. Константинова була створена
комп'ютерна математична модель руху кішки. Машина БЕСМ- 4 , виконуючи
написану програму рішення диференціальних рівнянь , малювала мультфільм
« Кішечка» , який для свого часу був проривом. Для візуалізації
використовувався алфавітно -цифровий принтер.
У 1968 році суттєвий прогрес комп'ютерна графіка зазнала з появою
можливості запам'ятовувати зображення і виводити їх на комп'ютерному дисплеї
, електронно- променевій трубці .
Рухома комп'ютерна графіка називається комп'ютерним
5
відео або комп'ютерною анімацією.
Робота з комп'ютерною графікою — один з найпопулярніших напрямків
використання персонального комп'ютера, до того ж займаються цією роботою не
тільки професійні художники і дизайнери. На будь-яких підприємствах час від
часу виникає необхідність в подачі рекламних оголошень в газетах і журналах
або просто у випуску рекламної листівки або буклету.
Без комп'ютерної графіки не обходиться жодна сучасна мультимедійна
програма. Робота над графікою займає до 90% робочого часу програмістських
колективів, які випускають програми масового використання.
Не зважаючи на те, що для роботи з комп'ютерною графікою існує маса
класів програмного забезпечення, розрізняють усього 3 види комп'ютерної
графіки. Це растрова графіка,векторна графіка і фрактальна графіка. Вони
відрізняються принципами формування зображення при відображенні на
екрані монітора або при друці на папері.
Растрову графіку використовують при розробці електронних
(мультимедійних) і поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами
растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних
програм. Частіше для цієї мети використовують скановані ілюстрації,

6. підготовлені художником на папері, або фотографії. В останній час для вводу
растрових зображень в комп'ютер широко використовують цифрові фото - і
відеокамери.
Відповідно, більшість графічних редакторів, які призначені для роботи з
растровими ілюстраціями, орієнтовані не стільки на створення зображення,
скільки на їх обробку. В Інтернетіпоки що використовують тільки растрові
ілюстрації.
Програмні засоби для роботи з векторною графікою, навпаки, призначені,
в першу чергу, для створення ілюстрацій і в меншій мірі для їх обробки. Такі
засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро,
редакціях і виданнях. Оформлювальні роботи, основані на застосуванні шрифтів
і простих геометричних елементів, вирішуються засобами векторної графіки
набагато простіше. Існують приклади високохудожніх творів, створених
засобами векторної графіки, але вони скоріше винятки, ніж правило, оскільки
художня підготовка ілюстрацій засобами векторної графіки надзвичайно
складна.
Програмні засоби для роботи з фрактальною графікою призначені для
автоматичної генерації зображення шляхом математичних розрахунків.
Створення фрактальної художньої композиції полягає не в рисуванні чи
оформленні, а в програмуванні. Фрактальну графіку рідко використовують для
створення друкованих або електронних документів, але її часто використовують
у розважальних програмах.
6
3.Растрова графіка
Основним елементом растрового зображення є точка (крапка). Якщо
зображення екранне, то ця точка називається пікселем. У залежності від того, на
яку графічну розподільчу здатність екрану налаштована операційна система
комп'ютера, на екрані можуть розміщуватись зображення, які мають 640х480,
800х600, 1024х768 і більше пікселів.

7. З розміром зображення безпосередньо пов'язана його розподільча
здатність. Цей параметр вимірюється в точках на дюйм (dots per inch — dpi). У
монітора з діагоналлю 15 дюймів розмір зображення на екрані становить
приблизно 28х21 см. Знаючи, що в одному дюймі 25,4 мм, можна розрахувати,
що при роботі монітора в режимі 800х600 пікселів розподільча здатність
екранного зображення рівно 72 dpi.
При друці розподільча здатність повинна бути набагато вище.
Поліграфічний друк повноколірного зображення вимагає розподільчої здатності
200–300 dpi. Стандартний фотознімок 10х15 см повинен мати приблизно
1000х1500 пікселів. Отже, таке зображення буде мати 1,5 млн точок, а якщо
зображення кольорове і на координування кожної точки використані три байти,
то звичайній фотографії відповідає масив даних розміром більше 4 Мбайт.
Як бачимо, великий обсяг даних — це основна проблема при використанні
растрових зображень. Для активних робіт з крупними ілюстраціями типу
журнальної полоси потрібні комп'ютери з великими розмірами оперативної
пам'яті (128 Мбайт і більше). Такі комп'ютери повинні мати і високопродуктивні
процесори.
Другий недолік растрових зображень пов'язаний з неможливістю
розглянути деталі. Оскільки зображення складається із точок, то збільшення
зображення призводить до того, що ці точки стають крупніші. Ніяких деталей
при збільшенні растрового зображення роздивитись не вдається. Більше того,
збільшення точок растру візуально спотворює ілюстрацію і робить її грубою.
Цей ефект називається пікселізацією.
7
4.Фрактальна графіка
У векторній графіці основним елементом зображення є лінія. В растровій
графіці також існують лінії, але там вони розглядаються як комбінації точок.
Відповідно, чим довша растрова лінія, тим більше пам'яті вона займає. У
векторній графіці обсяг пам'яті, який займає лінія не залежить від розміру лінії,
оскільки лінія представляється у вигляді формули, а точніше, у вигляді декількох

8. параметрів. Що б ми не робили з цією лінією, міняються тільки її параметри, які
зберігаються в чарунках пам'яті. Кількість чарунків залишається незмінним для
будь-якої лінії.
Лінія — це елементарний об'єкт векторної графіки. Все, що є у векторній
ілюстрації, складається з ліній. Найпростіші об'єкти об'єднуються в складніші,
наприклад, об'єкт чотирикутник можна розглядати як чотири взаємопов'язані
лінії, а об'єкт куб як дванадцять взаємопов'язаних ліній, або як шість
чотирикутників. Через такий підхід векторну графіку часто називають об'єктно-
орієнтованою графікою.
Як усі об'єкти, лінії мають властивості. До цих властивостей відносяться:
форма лінії, її товщина, колір, характер лінії (суцільна, пунктирна тощо).
Замкнуті лінії мають властивість заповнення. Внутрішня область замкнутого
контуру може бути заповнена кольором, текстурою, картою (заготовлені
растрові зображення).
Говорячи про растрову графіку ми вказували на її недоліки: значний обсяг
масивів даних і неможливість масштабувати без втрати якості.
Векторна графіка цих недоліків не має, але значно ускладнює роботу зі
створення художніх ілюстрацій. На практиці засоби векторної графіки
використовують не для створення художніх композицій, а для оформлювальних,
креслярських і проектно-конструкторських робіт.
У векторній графіці достатньо складні композиції займають невеликий обсяг.
Питання масштабування вирішуються також легко. При необхідності
зображення можна збільшувати до найдрібніших деталей.
5.Фрактальна графіка
Фрактальна графіка, як і векторна — вичислюється, але відрізняється від неї тим,
що ніякі об'єкти в пам'яті комп'ютера не зберігаються. Зображення будується за
рівнянням (або по системі рівнянь), тому нічого, крім формули, зберігати не
потрібно. Змінивши коефіцієнти у рівнянні, отримують зовсім іншу картину.
8

9. Найпростішим фрактальним об'єктом є фрактальний трикутник.
Побудуйте звичайний рівносторонній трикутник зі стороною а. Розділіть кожну
із сторін на 3 відрізки. На середньому відрізку сторони побудуйте
рівносторонній трикутник зі стороною, рівною 1/3 сторони початкового
трикутника. І так далі. З отриманими трикутниками повторіть ті ж операції.
Трикутники наступних поколінь наслідують властивості своїх батьківських
структур. Так народжується фрактальна фігура. Процес наслідування можна
продовжувати до нескінченності.
Фрактальними властивостями володіють багато об'єктів живої і неживої
природи. Звичайна сніжинка при збільшенні виявляється фрактальним об'єктом.
Фрактальні алгоритми лежать в основі росту кристалів і рослин.
Властивість фрактальної графіки моделювати образи живої природи шляхом, що
можна обчислити, часто використовують для автоматичної генерації незвичних
ілюстрацій.
9
6.Тривимірна графіка
Тривимірна графіка (3D - від англ. Three dimensions - « три виміри » )
оперує з об'єктами в тривимірному просторі. Зазвичай результати являють собою
плоску картинку , проекцію . Тривимірна комп'ютерна графіка широко
використовується в кіно , комп'ютерних іграх.
У тривимірній комп'ютерній графіці всі об'єкти зазвичай представляються
як набір поверхонь або часток. Мінімальну поверхню називають полігоном . Як
полігон зазвичай вибирають трикутники .
Всіма візуальними перетвореннями в 3D-графіці управляють матриці. У
комп'ютерній графіці використовується три види матриць :
 матриця повороту
 матриця зсуву
 матриця масштабування

10. Будь який полігон можна представити у вигляді набору з координат його
вершин. Так , у трикутника буде 3 вершини . Координати кожної вершини
являють собою вектор ( x , y , z ) . Помноживши вектор на відповідну матрицю ,
ми отримаємо новий вектор. Зробивши таке перетворення з усіма вершинами
полігону , отримаємо новий полігон , а перетворивши всі полігони , отримаємо
новий об'єкт , повернений / зрушений /масштабувати відносно початкового.
Щорічно проходять конкурси тривимірної графіки , такі як Magick next -
10
gen або Dominance War .
7.Справжня сторона графіки
Будь-яке зображення на моніторі , в силу його площини , стає растровим , так як
монітор це матриця , він складається із стовпців і рядків. Тривимірна графіка
існує лише в нашій уяві , так як те, що ми бачимо на моніторі - це проекція
тривимірної фігури , а вже створюємо простір ми самі. Таким чином , візуалізація
графіки буває тільки растрова і векторна , а спосіб візуалізації це тільки растр (
набір пікселів) , а від кількості цих пікселів залежить спосіб завдання
зображення.