Электронный учебно-методический комплекс "Компьютерная графика" в курсе информатики

Полная система САПР состоит из компонентов аппаратного и программного обеспечения. Общими компонентами аппаратного обеспечения системы САПР являются ЦП (центральный процессор), несколько рабочих станций, разделяемая между рабочими станциями периферия.

Состав типичной системы САПР:

дисплей (графический и алфавитно-цифровой);

процессор;

клавиатура;

устройство управления курсор

ом (мышь, дигитайзер);

электронный командный планшет;

принтер.

Одним из наиболее давних и популярных средств автоматизированного проектирования является система АВТОКАД (AutoCad). АВТОКАД не является проблемно-ориентированной системой, т.е. не содержит специализированных баз данных, экспертных систем и многого из того, что входит в состав специализированной интеллектуальной САПР. АВТОКАД - достаточно простая универсальная система.

4. Научная графика.

Компьютерная графика представляет значительный интерес для научных исследований. В частности, она выступает как средство формирования научной документации с использованием специальной нотации - математических знаков, индексов, шрифтов и т.п. В последнее время ученые чаще стали обращаться к имитационному моделированию на компьютере.

В компьютерной графике большое значение имеют методы и способы геометрического моделирования. Модели, геометрические преобразования составляют в настоящее время основу теории компьютерной графики и геометрического моделирования. Аналитические модели - это набор чисел, логических параметров, играющих роль коэффициентов в уравнениях, которые задают графический объект заданной формы. Например, аналитической моделью окружности на плоскости в параметрической форме являются уравнения

где х0, у0 - координаты центра, R - радиус, А - угол. Параметрическое задание образов широко применяется в машинной графике и геометрии. Изображение окружности можно осуществить установкой последовательных точек (близко расположенных), изменяя генерирующий параметр А от 0 до 360°.

Координатные модели - это массивы координат точек, принадлежащих объектам. Например, поверхность задается массивом точек Z = f (x, у) на координатной сетке {xi, хj}. Если точки в модели расположены в том же порядке, что и на линии образа, то модели называют упорядоченными. Помимо координат, в модели могут быть указаны дополнительные характеристики проекции касательных или нормальных векторов.

Компьютерная графика прочно вошла в нашу жизнь. Появляется все больше клипов, сделанных с помощью компьютерной графики. Нет спору, компьютерная графика расширяет выразительные возможности. При творческом ее использовании реклама приобретает удивительную силу воздействия на зрителя. С помощью одной только компьютерной графики очень трудно донести до зрителя рекламную идею. И если в клипе лишь компьютерная графика, лишь созданный ее средствами сюрреалистический мир, то зритель остается холодным, хотя увиденное и поражает воображение. Ведь известно, что реклама наиболее эффективна тогда, когда потребителю хочется идентифицировать себя с человеком, пользующимся тем или иным товаром. Процесс узнаваемости себя в клипе - залог успеха. Большую роль в успехе играет от того, какой инструмент был выбран при работе с компьютерной графикой.

Инструментальные средства по типам и обоснование выбора

Выбор того или иного типа графического редактора в образовательном процессе зависит от поставленной задачи. Для правильного выбора, какого либо графического редактора нужно знать существующие в компьютерной графике методы представления графических объектов.

Методы представления графических объектов

Компьютерная графика подразделяется на:

статичную (неподвижная);

динамичную (анимация, компьютерная мультипликация).

Каждая, из которых в свою очередь делится на 2-х мерную и 3-х мерную.

В зависимости от способа формирования изображений, компьютерную графику принято делить на:

растровую;

векторную;

фрактальную.

Отдельным предметом считается трехмерная графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве.

Растровая графика - машинная графика, в которой изображение представляется двумерным массивом точек (элементов растра), цвет и яркость каждой из которых задается независимо. Растр (растровый массив) - представление изображения в виде двумерного массива точек, упорядоченных в ряды и столбцы. Для каждой точки растра указывается цвет и яркость.

Пиксель - элемент (точка) растра (pixel - сокращение от слов picture element, т.е. элемент изображения), минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения. Пиксель - основной элемент, кирпичик всех растровых изображений.

Термином пиксель кроме отдельного элемента растрового изображения отображают также отдельную точку на изображении, отдельную точку на экране компьютера, отдельную точку на изображении, напечатанном на принтере. Обычно используют термины:

пиксель - при ссылке на отдельный элемент растрового изображения;

видеопиксель - при ссылке на элемент изображения экрана компьютера;

точка - при ссылке на отдельную точку, создаваемую на бумаге.

Достоинства растровой графики

Растровая графика эффективно представляет реальные образы, т.к. человеческий глаз приспособлен для восприятия мира как огромных наборов дискретных элементов, образующих предметы. Хорошее растровое изображение выглядит реально и естественно

Растровое изображение наиболее адаптировано для распространенных растровых устройств вывода - лазерных принтеров и др.

Недостатки растровой графики

Занимают большой объем памяти.

Редактирование больших растровых изображений, занимающих большие массивы памяти, требуют большие ресурсы компьютера и, следовательно, требуют большего времени.

Трудоемкий процесс редактирования растровых изображений.

При увеличении размеров изображения сильно ухудшается качество.

Применение: обработка фотоизображений, художественная графика, реставрационные работы, работа со сканером.

Векторная графика описывает изображение с помощью математических формул. По своей сути любое изображение можно разложить на множество простых объектов, как то - контуры, графические примитивы и т.д. Любой такой простой объект состоит из контура и заливки.

Основное преимущество векторной графики состоит в том, что при изменении масштаба изображения оно не теряет своего качества. Отсюда следует и другой вывод - при изменении размеров изображения не изменяется размер файла. Ведь формулы, описывающие изображение, остаются те же, меняется только коэффициент пропорциональности. С другой стороны, такой способ хранения информации имеет и свои недостатки. Например, если делать очень сложную геометрическую фигуру (особенно если их много), то размер "векторного" файла может быть гораздо больше, чем его "растровый" аналог из-за сложности формул, описывающих такое изображение.