Что относится к графическим данным

Что относится к графическим данным

Под графической информацией подразумевают всю совокупность информации, которая нанесена на самые различные носители — бумагу, пленку, кальку, картон, холст, оргалит, стекло, стену и т. д. В определенной степени графической информацией можно считать и объективную реальность, на которую направлен объектив фотоаппарата или цифровой камеры.

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения на плоскости монитора.

Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Применение во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, подготовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутренних органов по данным компьютерных томографов. В наши дни телевидение и другие рекламные предприятия часто прибегают к услугам машинной графики и компьютерной мультипликации. Использование машинной графики в индустрии развлечений охватывает такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

История компьютерной графики

Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) по­лучались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей. С помощью символьной печати программисты умудря­лись получать даже художественные изображения (Рис. 1). В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

Рис. 1 Символьная печать.

Затем появились специальные устройства для графиче­ского вывода на бумагу — графопостроители (другое на­звание — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображе­ния: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работо графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике про­изошла с появлением графических дисплеев. На экране гра­фического дисплея стало возможным получать рисунки, чер­тежи в таком же виде, как на бумаге с помощью каранда­шей, красок, чертежных инструментов Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Су­ществуют принтеры цветной печати, дающие качество ри­сунков на уровне фотографии.

Представление графической информации в компьютере

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами: как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора.

Объём растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объёма одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объём одной точки равен 1 биту, так как точка может быть либо чёрной, либо белой, что можно закодировать одной из двух цифр — 0 или 1.

Информационный объём растрового изображения (V) определяется как произведение числа входящих в изображение точек (N) на информационный объём одной точки (q), который зависит от количества возможных цветов, т. е. V=N ⋅ q.

При чёрно-белом изображении q = 1 бит (например, 1 — точка подсвечивается и 0 — точка не подсвечивается). Поэтому для хранения чёрно-белого (без оттенков) изображения размером 100×100 точек требуется 10000 бит.

Если между чёрным и белым цветами имеется ещё шесть оттенков серого (всего 8), то информационный объём точки равен 3 бита (log28 = 3).

Информационный объём такого изображения увеличивается в три раза: V = 30000бит.

Рассмотрим, сколько потребуется бит для отображения цветной точки: для 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов — 4 бита; для 256 цветов — 8 битов (1 байт).

Разные цвета и их оттенки получаются за счёт наличия или отсутствия трёх основных цветов (красного, синего, зеленого) и степени их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.

Цветные изображения могут отображаться в различных режимах, соответственно изменяется и информационный объём точки (Рис. 4).

Описание цвета пикселя является кодом цвета.

Количество бит, отводимое на каждый пиксель для представления цвета, называют глубиной цвета (англ. color depth). От количества выделяемых бит зависит разнообразие палитры.

Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

Чем больше глубина цвета, тем больше объем графического файла.

Для хранения растрового изображения размером 32×32 пикселя отвели 512 байтов памяти.

Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Цвет на Web-страницах кодируется в виде RGB-кода в шестнадцатеричной системе: #RRGGBB, где RR, GGи BB — яркости красного, зеленого и синего, записанные в виде двух шестнадцатеричных цифр; это позволяет закодировать 256 значений от 0 (0016) до 255 (FF16) для каждой составляющей.

При обозначении цветов в HTML-документах вначале ставят знак номера #.

В HTML: #FF0000 —интенсивно красный цвет, #00FF00 — зелёный цвет, #0000FF — синий цвет. Отсутствие цветов (#000000) даёт чёрный цвет, а самое интенсивное сочетание всех трёх каналов (#FFFFFF) даёт белый цвет.

FF — наибольшая яркость цветовой компоненты, для получения различных оттенков одного и того же цвета изменяют яркость.

Чтобы получить светлый оттенок какого-то «чистого» цвета, нужно одинаково увеличить нулевые составляющие; например, чтобы получить светло-красный цвет, нужно сделать максимальной красную составляющую и, кроме этого, одинаково увеличить остальные — синюю и зелёную: #FF9999 (сравните с красным: #FF0000).

Чтобы получить тёмный оттенок чистого цвета, нужно одинаково уменьшить все составляющие, например, #660066 — это тёмно-фиолетовый цвет (сравните с фиолетовым #FF00FF).

Заметим, что если старший бит в коде (первая, третья или пятая цифра) находится в диапазоне от 0 до 3, то можно считать, что эта цветовая компонента отсутствует в цвете, то есть #0F0F0F — это чёрный цвет.

Также следует отметить, что равное или почти равное сочетание цветовых компонент обозначает серый цвет разной интенсивности.

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов. Каждый примитив состоит из элементарных отрезков кривых, параметры которых (координаты узловых точек, радиус кривизны и пр.) описываются математическими формулами.

Для каждой линии указываются её тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет, а замкнутые фигуры дополнительно характеризуются типом заливки.

Рассмотрим, например, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:

— координаты центра окружности;

— значение радиуса r;

— цвет заполнения (если окружность не прозрачная);

— цвет и толщина контура (в случае наличия контура).

Информация о векторном рисунке кодируется обычным способом, как хранятся тексты, формулы, числа, т. е. хранится не графическое изображение, а только координаты и характеристики изображения его деталей. Поэтому для хранения векторных изображений требуется существенно меньше памяти, чем растровых изображений.

Кодирование графической информации

Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой и цифровой.

Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно — это пример аналогового представления.

Изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета — это цифровое или еще именуют как дискретное представление.

Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в цифровую. Этот процесс называется «кодирование», поскольку каждому элементу назначается конкретное значение в форме двоичного кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества цветных фрагментов (метод мозаики).

Графическая информация в аналоговой форме представляется в виде рисунка, картинки, а также слайда на фотопленке и полученную по нему аналоговую фотографию.

Изображение кодируется в цифровую форму с использованием элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники или матрицы фиксированного размера, состоящей из точек (пикселей) со своими геометрическими параметрам.

Современная компьютерная графика

Научная графика. Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов науч­ных исследований, графическая обработка результатов рас­четов, проведение вычислительных экспериментов с нагляд­ным представлением их результатов (Рис. 6).

Рис. 6 График комплексной функции в четырехмерном (4D) пространстве.

Деловая графика. Эта область компьютерной графики предназначена для со­здания иллюстраций, часто используемых в работе различ­ных учреждений.

Плановые показатели, отчетная докумен­тация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные ма­териалы (Рис. 7).

Рис. 7 Графики, круговые и столбчатые диаграммы.

Программные средства деловой графики обычно включа­ются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).

Плановые показатели, отчетная докумен­тация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные ма­териалы (Рис. 7).

Конструкторская графика. Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной гра­фики является обязательным элементом систем автомати­зации проектирования (САПР). Графика в САПР исполь­зуется для подготовки технических чертежей проектируе­мых устройств (Рис. 8).

Рис. 8. Графика в САПР.

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наибо­лее удачной компоновки деталей, прогнозировать последст­вия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плос­кие изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика. Программные средства иллюстративной графики позволя­ют человеку использовать компьютер для произвольного ри­сования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, лине­ек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. По­этому они относятся к прикладному программному обеспече­нию общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной гра­фики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика. Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая попу­лярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и мно­гое другое.

Графические пакеты для этих целей требуют больших ре­сурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличи­тельной особенностью этого класса графических пакетов яв­ляется возможность создания реалистических (очень близ­ких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» (рис. 9).

Для создания реалистических изображений в графиче­ских пакетах этой категории используется сложный матема­тический аппарат.

Рис. 9 Художественная графика.

Компьютерная анимация. Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ на­зывается компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

В недавнем прошлом художники-мультипликаторы со­здавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной ани­мации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объ­екта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опира­ющимися на математическое описание данного типа движе­ния. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

Объекты называются самоподобными когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

Рис.10 Фрактальная фигура.

Фрактальная графика основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранятся и изображение строится исключительно по уравнениям.

Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

Источник

Виды графических данных и особенности её обработки.

Графические данные в ПК могут быть представлены в виде векторной и растровойграфики, а также в фрактальной.

Фрактальнаяграфика основывается на математических вычислениях, как и векторная. Но в отличии от векторной ее базовым элементом является сама математическая формула. Это приводит к тому, что в памяти компьютера не хранится никаких объектов и изображение строится только по уравнениям.

Способ разделения цвета на составляющие компоненты называется цветовой моделью. В компьютерной графике применяются три цветовые модели: RGB, CMYK и HSB.

Цветовая модель CMYK соответствует рисованию красками на бумажном листе и используется при работе с отраженным цветом, т. е. для подготовки печатных документов.

Цветовыми составляющими этой модели являются цвета: голубой (Cyan), лиловый (Magenta), желтый (Yellow) и черный (Black). Эти цвета получаются в результате вычитания основных цветов модели RGB из белого цвета.

МодельHSB(она же YUV)характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Можно получить большое количество произвольных цветов, регулируя эти компоненты (например, в приложении Paint можно выбрать произвольный цвет, при этом он будет отображаться в двух палитрах: RGB и HSB).

Пример кодировки цвета в разных моделях:
Цвет «мятный»
RGB: 33, 222, 175
HSB: 110, 177, 120.

Представление графической информации в компьютере

Растровое изображение

1) Принцип метода RGB заключается в следующем: известно, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B).При 256 градациях тона (каждая точка кодируется 3 байтами)

2) Принцип метода CMYK. Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати.

3) Модель HSBхарактеризуется тремя компонентами: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness).

Источник

Графическая информация

Графическая информация – это сведения, представленные в виде схем, эскизов, изображений, графиков, диаграмм, символов.

Графическая информация является разновидностью визуальной (зрительной) информации. К ней относятся: рисунки, гравюры, плакаты, схемы, географические карты, развертки, эскизы и т.д. Она состоит из точек, штрихов, линий, которые выполнены карандашом, тушью, мелом, фломастером на бумаге, картоне, классной доске и т.д.

Стоит сказать, что графическая информация сопровождает человека с момента его появления и развивается с ним одновременно. К самой ранней графической информации относятся изображения, нарисованные углем, сажей, или же процарапанные на стенах пещер и камнях. В современном мире для создания графической информации человеку на помощь пришла цифровая техника.

В настоящее время на экране монитора стало возможным получать рисунки, чер тежи в таком же виде, как на бумаге с помощью каранда шей, красок, чертежных инструментов. Такого рода графическая информация называется цифровой (цифровая графика). Кроме того, рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Сегодня су ществуют принтеры цветной печати, дающие качество ри сунков на уровне фотографии.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими програм мами, или графическими пакетами.

Таким образом, в растровой графике кодирование изображения происходит путем деления изображения на маленькие точки или пиксели. Каждому пикселю присваивается код его цвета вместе. Информация о каждой такой точке содержит компьютерная видеопамять.

В создании векторной графики участвуют примитивные объекты – линия, кривая, точка, прямоугольник, треугольник, окружность. Данные элементы и их объемы описываются при помощи математических формул.

Графическая информация может быть представлена по-разному. Способы представления графической информации зависят от назначения данной информации и типа устройств, для которых она предназначена.

Источник

Графические данные

Урок 14. Информатика 2 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Графические данные»

Здравствуйте, мальчики и девочки. А вот и я, ноутбук Самсоша. Мы продолжаем изучать раздел «Информация и данные». На прошлом уроке мы знакомились с текстовыми данными. Давайте вспомним основные моменты.

Текст – это способ представления информации на носителе в виде последовательности знаков: букв и других знаков.

Информация, которую несёт нам текст, называют текстовой.

Текстовая информация – знаковая. Чтобы понять смысл знакового сообщения, надо уметь читать.

Читать – это значит декодировать, то есть расшифровывать информацию.

Ведь с помощью текста мы кодируем информацию для того, чтобы сохранить её или передать кому-нибудь.

Информация, представленная (закодированная) в виде текста – это текстовые данные.

Думаю, что вы запомнили: текст не обладает наглядностью.

А вот рисунки, наоборот, несут образную (наглядную) информацию. Это значит, что увидев рисунок, мы сразу представляем предмет, который изображён, – его размер, цвет, какие-то особенности. Например, глядя на рисунок такого автомобиля, мы сразу можем сказать, что он длинный, красный, без крыши.

А глядя на эту собачку, сразу видим, что она маленькая, гладкошёрстная, с ошейником. Такую образную информацию может получить даже тот, кто вовсе не умеет читать.

Наши главные задачи на сегодня, понять, что такое графическая информация и графические данные. Научиться отличать текстовые данные от графических.

Ребята, вот посмотрите, написано слово «автомобиль». Конечно, мы все можем себе его представить: кузов, четыре колеса, фары, зеркала, сиденья. Но каждый, кто слышит слово «автомобиль», всегда представляет себе какую-то свою машину (возможно, родителей, брата, соседа, из рекламы).

А вот если мы видим рисунок автомобиля, то получаем образную (наглядную) информацию конкретной машины.

Вот написано слово «кошка». Опять, у каждого человека образ кошки свой. Но вот появляется рисунок, который несёт нам образную информацию о конкретной кошке.

Вы, наверное, заметили, что в учебниках и книгах много рисунков. И существуют они не просто для красоты, а для того, чтобы читатель лучше мог понять, о чём сказано в тексте. Такой рисунок называют иллюстрацией к тексту. Очень много иллюстраций в книгах со сказками.

Давайте сейчас прочтём небольшое описание птицы.

Туловище тукана овальной формы, как и его голова. Шея крепкая, сильная. Глаза у этих птиц крупные, округлой формы и очень выразительные. Хвост короткий, но достаточно широкий. Большая часть перьев чёрная, но есть и цветные пятна. Клюв у тукана привлекает внимание, ведь он не только яркий (до пяти различных оттенков), но и большой. Длина клюва почти равняется длине тела птицы.

Ребята, вы по этому тексту представили себе, как выглядит тукан?. Правда, сложновато это сделать? Согласитесь, если это описание проиллюстровать, то есть показать фотографию или рисунок, то нам гораздо проще будет представить себе, как выглядит тукан.

Рисунок – это графические данные, которые несут графическую информацию.

Иллюстрацией к тексту может быть не только рисунок, но и фотография, как вы уже могли убедиться в случаем с туканом.А также картины, схемы, диаграммы, графики, карты. Всё это называют изображениями.

Кстати, есть такое предположение, что графическое представление информации в виде схем, графиков помогает усвоить и понять материал быстрее. Например.

Согласитесь, что информация, представленная графически в виде схемы, воспринимается лучше, чем текстова́я.

Запомните, мальчик и девочки, все изображения: рисунки, карты, диаграммы, схемы, графики, фотографии – это графические данные.

Изображения, как и тексты, в закодированном виде могут храниться в памяти компьютера. И человек с помощью компьютера может их обрабатывать. Для этого существуют специальные программы. Но с ними вы будете знакомиться уже в старших классах.

Ребята, а удивитесь ли вы, если я скажу, что каждый из вас умеет графические данные превращать в текстовые? И делали вы это уже не раз, возможно даже в первом классе. Или ещё раньше – например, в детском саду. Превращать графические данные в текстовые, это значит называть, описывать рисунок, фотографию и так далее в виде текста. А ещё можно текстовые данные преобразовать в графические – в схемы, рисунки и другие изображения.

Пример со схемой мы уже видели.

Текстовые данные – вверху, графические данные – внизу.

Ну а теперь пора закрепить полученные знания, выполнив несколько заданий. Готовы? Итак, задание первое.

Вставьте в предложения пропущенные слова. Необходимые слова выбирайте из предложенных. Обратите внимание на то, что некоторые слова надо изменить так, чтобы в предложении они были связаны с другими словами по смыслу. Приступайте.

Время на выполнение задания закончилось. Проверяем.

Схемы, карты, графики, фотографии – это графические данные.

Человек умеет преобразовывать графические данные в текстовы́е.

Рисунки несут образную информацию.

Изображения в закодированном виде могут храниться в памяти компьютера.

А вот и второе задание.

Преобразуйте графические данные в текстовые, а текстовые – в графические.

У меня получилось вот так.

Графическое изобаржение, картину Ивана Ивановича Шишкина и Константина Аполлоновича Савицкого «Утро в сосновом лесу», я описал вот так:

Главные герои картины – четыре медвежонка. Они играют на поваленном сломанном дереве посреди лесной полянки. А позади них – дремучий лес, окутанный туманом.

А вот предложенные текстовые данные в графические я преобразовал следующим образом:

Ну вот и подходит к концу наша встреча. Уверен, вы теперь знаете, что изображение в виде рисунка, фотографии, диаграммы, схемы, картины, карты, графика – это графические данные, которые несут графическую информацию.

Помните, что часто графические данные несут намного больше информации, чем текстовые. С помощью изображений можно узнать как выглядит тот или иной объект, какого он размера, цвета, его особенности. Например, знаки дорожного движения. Лучше видеть их изображение, чем читать, как они выглядят.

И, как всегда, в конце урока, заполняем наш словарь.

Графические данные. Это различные рисунки, картины, карты, диаграммы, схемы, графики, фотографии, которые несут графическую информацию.

Иллюстрация – рисунок, который помогает понять, о чём говорится в тексте.

Ну а теперь подошла пора сказать мне: «До свидания, мальчики и девочки! До новых встреч!».

Источник