С развитием компьютерных наук их число пополнилось еще и компьютерной графикой. Что же это такое и для чего нужно? Кто применяет подобные знания в своей работе? Чтобы ответить на все эти вопросы следует подробно разобраться в предмете.

Понятие компьютерной графики.

Данный предмет изучается даже на уроках информатики, а значит, это своего рода наука. Компьютерная графика изучает способы создания и обработки изображений с помощью компьютерных технологий. Ее изучают как в высших учебных заведениях, так и в школах, внутри предмета информатика или как отдельный урок. Сегодня это достаточно востребованное направление обработки данных, которым пользуются многие обычные юзеры даже в личных целях. Причем, существует это направление информатики всего сорок лет, а уже завоевало достойное место среди оппонентов. Данная наука, как и все остальные, имеет свои конкретные цели и задачи. О них и поговорим далее.

Основные цели компьютерной графики.

Рассматривая науку в целом, выделяются три основные задачи, на которые направлена компьютерная графика рисунки. Это создание изображения, путем перевода данных в графическую картинку и наоборот, перевода картинки в обычные описывающие данные. А также редактирование уже готовых изображений.

Где, чаще всего, применяется.

На самом деле спектр применения данной науки безграничен и пользоваться ее возможностями реально в любых областях. Но, чаще всего, она применяется в трех направлениях, которые, в свою очередь, достаточно широки, чтобы разделиться на дополнительные отделы. Рассмотрим основные направления. В первую очередь внимание привлекает иллюстрация. Она уже настолько плотно вошла в нашу жизнь, что смотреть мультфильмы, созданные с помощью компьютера, уже не считается чем-то удивительным. К тому же , данное направление охватывает и визуализацию компьютерных игр, которая совершенствуется с каждым годом. Второе направление это самостоятельное ознакомление. К нему можно отнести работу с фотографиями в «Фотошопе» и все подобные действия. Ну и завершит список исследовательское направление графики. Такая деятельность направлена на визуализацию объектов, которые невозможно увидеть в реальности. Например, воссоздание внешнего вида вымерших животных. Или вообще создать что-то свое, объект, исключительно, фантазии автора.

Виды компьютерной графики.

Многие пользователи хорошо знакомы с понятиями растровой и векторной графики, но существует и еще два направления. Именно фрактальная и трехмерная. Они отличаются способами отображения картинки и каждый из них применяется в определенной области. Все известные программы для работы с компьютерной графикой основываются только на этих четырех направлениях. Чтобы подробнее разобрать их отличия и не путать в дальнейшем, следует ознакомиться с каждым из направлений отдельно.

Растровая графика.

Изображения такого рода строятся на экране с помощью множества пикселей. Это точки, имеющие разное цветовое оформление и месторасположение на экране, в зависимости от параметров изображения. Размер таких точек также важен при отображении. Чем их больше, тем качественнее будет картинка, при этом пиксели должны быть максимально уменьшены. Тогда качество будет очень хорошим, но и размер, то есть «вес» такого файла будет увеличиваться. Поэтому качественные растровые изображения занимают слишком много места на диске. Также, для подробного ознакомления с деталями изображения необходимо его увеличивать, а при приближении становятся видны пиксели и качество заметно ухудшается. Но именно такая графика применяется для сохранения фотографий или других аналогичных изображений в интернете.

Векторная графика.

Данное направление строится на основе линий. Именно они рассматриваются как начальные объекты в векторной графике. Таким образом, все изображение выполнено не точками, а геометрическими фигурами. Данная графика используется для создания высокоточных чертежей и схем. Отличительной чертой таких файлов от предыдущих является небольшой объем конечного документа. Это происходит благодаря совершенно другой схеме сохранения данных. В файле находятся данные о координатах точек, причем их количество не меняется при увеличении изображения, как в предыдущем случае. То есть для определения данных используется формула, следуя которой всего лишь можно сменить данные в ячейке, но сама ячейка останется. Поэтому и размер файла остается неизменным с момента создания. Но, таким образом нельзя создать красивое изображение заката или продемонстрировать портрет. Только набор четких линий и других простейших геометрических фигур. Это все, на что способна данная графика.

Трехмерная графика.

Такое направление способно максимально реалистично передать изображенные объекты. Причем создаются они с нуля с помощью специализированных программ. Именно результаты работы трехмерной графики могут наблюдать любители ресурсоемких компьютерных игр и различных мультфильмов, созданных данной технологией. Процесс демонстрации занимает очень много времени и сил и необходимых знаний. При достаточно четкой проработке некоторые предметы могут выглядеть максимально реалистично и быть не отличимыми от фотографии или видеосъемки. Изначально пользователь создает в приложении каркас будущего объекта с помощью простейших линий, а затем покрывает его различными эффектами материалов. В программах данного направления существует множество заготовок, например, кожи или ткани. После этого изображение максимально детализируется, сглаживаются углы, прорисовываются волосинки и многое другое. Такой объект можно рассмотреть с любой стороны, просто повернув изображение. Для придания ему жизни создаются эффекты обдувания ветром, тени и гравитации. Движущиеся объекты имеют функцию задания скорости и траектории. Работать с таким направлением очень сложно, но результаты некоторых работ просто поражают.

Фрактальная графика.

Данное направление создано для визуализации объектов состоящих из одинаковых элементов. Создать подобный рисунок можно автоматически с помощью вычисления определенных формул либо с помощью определенного алгоритма. При внесении изменений в начальную формулу изображение измениться само. Таким образом, для сохранения изображения применяется лишь сохранение исходных формул и алгоритмов. Яркими примерами таких изображений являются снежинка Коха, дракон Хартера-Хейтчея, треугольник Серпинского и другие.

Где возникает необходимость применения.

В основном данная наука применяется для моделирования новых графических объектов, проектирования чертежей, отображения информации или создания неповторимого интерфейса. Но на самом деле это лишь основы и условности. Компьютерная графика может применять где угодно.

Направления задействования.

Такая наука как компьютерная графика очень помогла математикам и инженерам, дав им возможность перенести свои чертежи и графики вычислений в компьютера.

Трехмерные технологии дали миру возможность лицезреть потрясающие спецэффекты в кино и множество новых мультипликационных историй, также улучшили визуализацию компьютерных игр, практически до реальных объектов.

Изображения, построенные на основе растровой графики способны отображать всю прелесть нашего мира. Чаще всего данная технология применяется к отсканированным изображениям, созданным вручную художниками или фотографами. Такие картинки можно создавать вручную, а можно редактировать уже готовые как угодно. Именно они способны передать цветовую гамму наиболее глубоко. К тому же, такие изображения создаются по средствам цифровых видео и фотокамер. Также это самый популярный формат изображений, встречаемый в интернете.

Векторная графика, в отличие от предыдущей создана не для красоты, а для работы. С ее помощью можно максимально точно передать необходимые данные, создав чертеж или схему. Такое направление применяется для оформления шрифтами рекламы или иных издательских продуктов. Конечно, существуют и художники, создающие свои картины в данном направлении, но такая работа очень сложная и встречается довольно редко.

А вот факториальная графика вообще не направлена на использование в оформлении или рисовании. Это исключительно программные расчеты и применяются они только для иллюстрации формул. Можно, разве что, «побаловаться» с таким направлением самостоятельно, создавая причудливые узоры путем изменения формул.