Компьютерная графика

Определение

Компьютерная графика — это область информатики, занимающаяся созданием, хранением и обработкой изображений с помощью компьютера.

Виды компьютерной графики

1. Растровая графика

Изображение состоит из сетки точек — пикселей. Каждый пиксель имеет свой цвет. Чем больше пикселей, тем выше качество изображения.

Достоинства:

• Фотореалистичность (можно передать все оттенки и переходы цветов)
• Поддержка большинством устройств ввода (сканеры, камеры)

Недостатки:

• Большой объём файла
• Потеря качества при масштабировании (пикселизация — «квадратики» при увеличении)

Форматы растровых файлов:

• BMP — без сжатия, большой размер
• JPEG (JPG) — сжатие с потерей качества, используется для фотографий
• PNG — сжатие без потерь, поддерживает прозрачность
• GIF — ограничен 256 цветами, поддерживает анимацию

2. Векторная графика

Изображение строится из математических примитивов — линий, кривых, окружностей, прямоугольников. Каждый объект описывается формулой.

Достоинства:

• Небольшой объём файла
• Масштабирование без потери качества
• Лёгкость редактирования отдельных объектов

Недостатки:

• Не подходит для фотореалистичных изображений
• Сложность создания сложных рисунков

Форматы векторных файлов: SVG, AI (Adobe Illustrator), CDR (CorelDraw), EPS.

3. Фрактальная графика

Изображение строится на основе математических формул, описывающих самоподобные структуры (фракталы). Применяется реже двух основных типов.

Основные понятия компьютерной графики

• Пиксель — минимальный элемент растрового изображения.
• Разрешение — количество пикселей по горизонтали и вертикали (например, 1920×1080). Определяет детализацию.
• Глубина цвета — количество бит на один пиксель, определяет количество отображаемых цветов:
  • 1 бит — 2 цвета (чёрно-белое)
  • 8 бит — 256 цветов (индексированная палитра)
  • 24 бита — ~16,7 млн цветов (True Color, по 8 бит на красный, зелёный и синий)
• Цветовая модель RGB — красный (Red), зелёный (Green), синий (Blue). Смешением трёх основных цветов получается любой другой цвет.

Графические редакторы

• Растровые редакторы: Adobe Photoshop, GIMP, Paint
• Векторные редакторы: Adobe Illustrator, CorelDraw, Inkscape

Примеры

Пример 1. Объём растрового изображения

Изображение размером 800×600 пикселей создано с глубиной цвета 24 бита на пиксель. Каков информационный объём файла без сжатия (в мегабайтах)?

Решение: Количество пикселей: 800 × 600 = 480 000. Объём в битах: 480 000 × 24 = 11 520 000 бит. Объём в байтах: 11 520 000 / 8 = 1 440 000 байт. Объём в Мбайтах: 1 440 000 / 1024 / 1024 ≈ 1,37 Мбайт.

Ответ: ≈ 1,37 Мбайт.

Пример 2. Выбор типа графики

Какой тип графики — растровый или векторный — лучше использовать для: а) фотографии с цифрового фотоаппарата; б) логотипа компании; в) чертежа детали?

Решение: а) Растровая — фотография содержит миллионы оттенков, которые растровая графика передаёт точно. б) Векторная — логотип должен масштабироваться без потери качества для разных носителей. в) Векторная — чертежи состоят из линий и геометрических фигур, векторная графика идеально подходит.