Что такое комп графика
Добро пожаловать на наш блог Академии дизайна
5 видов компьютерной графики
Способы отображения иллюстраций на экране выделяются по следующим типам:
Что такое двухмерная графика
Двухмерная графика – это, простая картинка, которая выглядит плоской, вследствие того, что в нем применяются только два измерения – ширина и высота. Несмотря на подобный вид у иллюстрации можно добиться объема с помощью света и теней, но не реалистичности, за исключением фотографий. 2D рисунки обычно используют для создания логотипов, макетов веб-сайтов, рекламных баннеров, интерфейсов, мультипликации и кинематографа.
Векторная графика
Векторный рисунок можно представить в облике элементарных геометрических объектов: точки, прямые, кривые, окружности, многоугольники, и т.д. Фигурам присваиваются какие-либо качества, например, толщина линий, цвет заливки. Для создания иллюстраций используются формулы и координаты. К примеру, чтобы нарисовать треугольник нужно указать его вершины, цвет заполнения и обводку. Для сложных рисунков используют набор геометрических фигур, которые собираются вместе как аппликация из бумаги на уроке труда в начальной школе, но при этом сохраняется возможность в дальнейшем редактировать получившеюся картинку.
Преимуществами векторной графики считаются:
Отрицательными сторонами векторов являются:
Векторные картинки широко востребованы на предприятиях, занимающихся проектированием, конструкторских бюро, в рекламных агентствах, типографиях, и т. д. Графические редакторы, работающие с данным иллюстрациями, являются: Adobe Illustrator, Corel Draw, AutoCad, ArhiCad.
Растровая графика
Растровые изображения представляет из себя, нечто, похожее на клетчатый лист бумаги, где одна клетка, это одна точка–пиксель, а образуемые ими строки и столбцы собираются в матрицу (растр). У каждого пикселя свой цвет и место, где он расположен. В комплексе, все пикселе образуют изображение.
Растровые изображения обладают следующими характеристиками:
К плюсам растра относится:
К минусам растровых изображений можно отнести следующее:
Фрактальная графика
Во фрактальной графике реализован принцип наследования геометрических качеств, передающихся от одного элемента к другому. Основана данная модель на математических вычислениях (формулах) и так как детализированного описания мелких составляющих не требуется, то обрисовать такой объект можно несколькими уравнениями, результаты которых в дальнейшем машина отображает автоматически, и не требует хранения в памяти компьютера каких-либо объектов. Фрактальный принцип отображения графики нашел широкое применение во многих областях компьютерной графики, науки и искусства. Фракталы широко применяются в растровой, векторной и 3D графике. Можно отметить несколько программ для генерирования фракталов: Fractal Explorer, Apophysis, Mandelbulb3D.
Трехмерная графика
Трехмерная графика работает с объектами в трёхмерном пространстве – ширина, высота и глубина. Предметы моделируются и перемещаются в виртуальном пространстве и могут быть рассмотренными под различным углом.
Трехмерные модели могут быть двух типов:
Трехмерная графика встречается повсеместно и используется в создании изображений во всевозможных областях деятельности человека: машиностроение, архитектура, дизайн интерьера, реклама, игровая и кино индустрия, интерактивные обучающие проекты. Можно выделить следующие редакторы: 3ds Max, Autodesk Maya, Cinema 4D, Blender.
Но так или иначе есть только один способ визуализации – это растр, т. к. любой монитор выводит изображение только в таком виде. А визуализация графики бывает только 2 типов – растровая и векторная, ибо 3D существует только в нашем воображении.
Позвоните чтобы узнать подробнее
Основы компьютерной графики
Что если я скажу, что мир не настоящий, а хорошо проработанная компьютерная графика, помещенная в виртуальную реальность? Тогда создатель этого мира по праву может считать себя богом. Звучит как сюжет фантастического фильма? Дайте CG десяток лет, и фантазии превратятся в пугающую реальность.
Однако, уже сейчас освоив компьютерную графику вы сможете использовать ее для веб-дизайна, 3D-игр, 3D-печати, анимации, виртуальной реальности, архитектурной визуализации, эффектов для кино и многого другого. В этой статье мы разберем основы компьютерной графики и ответим на два важных вопроса: “С чего начать?” и “Какой софт использовать?”. Сосредоточьтесь, мы начинаем.
Компьютерная графика или по другому CG — Computer Graphics разделяется на двумерную и трехмерную. Хоть статья в основном о 3D графике, скажу пару слов о 2D.
Двумерную графику обычно разделяют на векторную и растровую, хотя отдельно называют еще и фрактальный тип обособления изображений, говорить о котором мы не будем. Это тема отдельной статьи.
Векторная графика — представляет из себя набор геометрических примитивов, например: точки, прямые, окружности, прямоугольники. На страницах web-сайтов вектор можно увидеть в качестве шрифтов, иконок, логотипов. Вектор может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитировать трехмерную графику, чем не может похвастаться растровая графика, которая берет за основу пиксели.
Растровая графика — всегда оперирует матрицей пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение яркости, цвета, прозрачности или комбинация этих значений. В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании. Как пример растра — любые картинки, изображения, фотографии.
Это все очень интересно, теперь у вас есть базовое понимание о двумерной графике, которое пригодится веб-дизайнерам, 2D аниматорам, художникам. А теперь перейдем к графике будущего.
Независимо от того, в какой области вы хотите развиваться, базовое понимание 3D необходимо во всех, и то, что вы узнаете в одной области, часто можно применить в другой. Скажем, вы смоделировали персонажа. Можно нацепить на него скелет и анимировать, чтобы создать короткометражный мультик или же экспортировать его в игровой движок как персонажа. Его можно напечатать на 3D принтере, внедрить в виртуальную реальность, или просто сделать красивой отрендеренной картинкой. Так что начало работы с любой из этих областей требует базового понимания 3D. И что же это за основы? Ну, их можно сформулировать так:
1. Моделирование — самая популярная технология создания объектов в трехмерной графике — создание полигональной сетки. Это значит, что объект описывается вершинами, соединяющими их ребрами и гранями. То есть любой персонаж игры или кино — геометрическая фигура, состоящая из множества граней. По простому вы создаете сетку и деформируете, пока она не примет форму вашего объекта.
2. Текстурирование — создание текстур и материалов, чтобы поверхность выглядела реалистично при рендере. К этому же пункту относится Шейдинг — указание какие участки модели должны обладать оптическими эффектами: матовость или глянцевость.
3. Свет — настройка освещения для создания приятного финального изображения при рендере. Ничто не будет выглядеть естественно, если оно освещено примитивными источниками света. В играх используются точечные источники света, параллельные — для имитации условно бесконечно удаленных источников вроде Солнца и эмбиент — то есть просто подсветка без конкретно расположенного источника и, соответственно, теней. И глобальное освещение со множественными отскоками виртуальных фотонов — позволяющее критически добавить сцене реалистичности ценой десятка кликов и значительного увеличения времени рендера.
4. Анимация — создание скелета и анимирование.
Вот и все основные пункты. Думаю, для начала этого будет достаточно. К нашему списку еще можно добавить еще два пункта, которые ближе к работе с видео и кино.
5. Композ — многослойный монтаж, который используется для объединения всего съемочного материала в кадре.
6. Симуляция частиц — система точек в виртуальном пространстве. Сами по себе они не имеют визуальной составляющей, но таковую можно навесить поверх.
Частички полезны в системах, когда они как-то взаимодействуют с другими частичками рядом. В зависимости от правил этого взаимодействия, система частиц может вести себя похожим на воду, огонь, песок, желе, снег и еще много каким образом, подчиняясь заданным в симуляции силам и взаимодействуя с объектами в сцене. Например, эффекты магии в фентезийных фильмах созданы как раз на основе симуляции частиц.
Представим, что нам нужно создать магический меч для MMO игры. Моделируем путем деформации сетки, накладываем текстуру и добавляем свет. Теперь мы можем распечатать его на принтере или отрендерить в картинку. Меч двигается? Ну, это MMO, там всякое бывает. Допустим, создали скелет, анимаровали. Нужен магический эффект? Используем симуляцию. Упаковать это все в красивый трейлер — композ. Анимированный меч
Так что вот, с чего начать — с изучения основ. Теперь следующий вопрос. Он довольно непростой. Какое программное обеспечение мне использовать? Некоторые говорят, что нужно использовать то, что использую крупные студии, но в индустрии нет какого-либо определенного стандарта.
Вопрос становится еще более пугающим из за обилия вариантов. Компания Blizzard использует 3ds max, Maya, Zbrush, Mudbox. Disney — Maya и Zbrush. Некоторые студии вроде Pixar используют созданный внутри студии софт, который недоступен общественности. Для первых этапов в компьютерный графике нужен софт, который прост в освоении и не сильно дорогой. Думаю, в этом случае лучше всего подойдет программа Blender. Она распространяется по бесплатной лицензии, а скачать ее можно даже в steam.
Мы ищем обширные художественные и технические навыки, а не способность запускать программы.
Чтобы стать хорошим специалистом в CG потребуется освоить много сложной, но не менее интересной информации. Вот небольшая подборка интернет ресурсов, которые могут вам помочь:
render.ru — один из первых ресурсов рунета, целиком посвященный компьютерной графике и анимации.
artstation.com — сайт с работами в области компьютерной графики, часто использует как портфолио. На artstation можно найти множество известных художников и аниматоров со всего мира.
cgsociety.org — еще один сайт с работами CG.
Компьютерная графика уже очень очень востребованная сфера, а в будущем станет еще более востребованной. Читайте книги по моделированию, смотрите видео (благо таких предостаточно). И когда-нибудь в будущем сможете создать свой мир с блэкджеком и анимированными мечами.
Компьютерная графика
Компью́терная гра́фика (также маши́нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются как инструмент для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют результат такой деятельности.
Содержание
История
Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры. [источник не указан 321 день]
В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры («Spacewar!») заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.
В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.
В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.
Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электронно-лучевой трубке.
Текущее состояние
Основные области применения
Разработки в области компьютерной графики сначала двигались лишь академическим интересом и шли в научных учреждениях. Постепенно компьютерная графика прочно вошла в повседневную жизнь, стало возможным вести коммерчески успешные проекты в этой области. К основным сферам применения технологий компьютерной графики относятся:
Научная работа
Компьютерная графика является также одной из областей научной деятельности. В области компьютерной графики защищаются диссертации, а также проводятся различные конференции:
Техническая сторона
По способам задания изображений графику можно разделить на категории:
Двухмерная графика
Двухмерная (2D — от англ. two dimensions — «два измерения») компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Обычно компьютерную графику разделяют на векторную и растровую, хотя обособляют ещё и фрактальный тип представления изображений.
Векторная графика
Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Обычно в качестве них выбираются точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также как общий случай, кривые некоторого порядка. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов. При воспроизведении перекрывающихся объектов имеет значение их порядок.
Изображение в векторном формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться, также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении), или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей. Подобным образом выполняется масштабирование в программе Adobe Photoshop (билинейная и бикубическая интерполяция).
Вместе с тем, не всякое изображение можно представить как набор из примитивов. Такой способ представления хорош для схем, используется для масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного содержания.
Растровая графика
Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение — яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.
Без особых потерь растровые изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали изображения тогда исчезнут навсегда, что иначе в векторном представлении. Увеличение же растровых изображений оборачивается «красивым» видом на увеличенные квадраты того или иного цвета, которые раньше были пикселями.
В растровом виде представимо любое изображение, однако этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями, потери при редактировании.
Фрактальная графика
Фрактал — объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.
Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, фракталы слабо применимы к изображениям вне этих классов.
Трёхмерная графика
Трёхмерная графика (3D — от англ. three dimensions — «три измерения») оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.
В трёхмерной компьютерной графике все объекты обычно представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.
Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют матрицы (см. также: аффинное преобразование в линейной алгебре). В компьютерной графике используется три вида матриц:
Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/масштабированный относительно исходного.
Ежегодно проходят конкурсы трехмерной графики, такие как Magick next-gen или Dominance War.
CGI графика
Представление цветов в компьютере
Для передачи и хранения цвета в компьютерной графике используются различные формы его представления. В общем случае цвет представляет собой набор чисел, координат в некоторой цветовой системе.
Стандартные способы хранения и обработки цвета в компьютере обусловлены свойствами человеческого зрения. Наиболее распространены системы RGB для дисплеев и CMYK для работы в типографском деле.
Иногда используется система с большим, чем три, числом компонент. Кодируется спектр отражения или испускания источника, что позволяет более точно описать физические свойства цвета. Такие схемы используются в фотореалистичном трёхмерном рендеринге.
Реальная сторона графики
Любое изображение на мониторе, в силу его плоскости, становится растровым, так как монитор это матрица, он состоит из столбцов и строк. Трёхмерная графика существует лишь в нашем воображении, так как то, что мы видим на мониторе — это проекция трёхмерной фигуры, а уже создаём пространство мы сами. Таким образом, визуализация графики бывает только растровая и векторная, а способ визуализации это только растр (набор пикселей), а от количества этих пикселей зависит способ задания изображения.
Компьютерная графика что это? Виды компьютерной графики
В век информационных технологий, компьютерной графики широко распространена во всем мире. Почему он так популярен? Где он используется? И вообще, что такое компьютерная графика? Давайте посмотрим!
Компьютерная графика: что это?
Самый простой способ-это наука. Кроме того, это один из разделов информатики. Он изучает способы обработки и форматирования графических изображений с помощью компьютера.
Уроки компьютерной графики сегодня есть в школах и в высших учебных заведениях. И сегодня трудно найти область, где она не будет востребована.
Вам будет интересно: Как увеличить ФПС в КС ГО? Руководство для молодых игроков
Какие задачи компьютерной графики?
Если мы рассмотрим в этом разделе информатики в самом широком смысле, то можно увидеть, что средствами компьютерной графики позволяют решать следующие три задачи:
1) переводить словесное описание графического изображения.
2) проблема распознавания образов, то есть рисунок в описании.
3) редактирования графических изображений.
Направление компьютерной графики
Вам будет интересно: Как оцифровать пленку в домашних условиях? Пленочный сканер для оцифровки пленки
Несмотря на то, что сфера этой области компьютерных наук, несомненно, чрезвычайно широк, можно выделить основные направления компьютерной графики, где она стала важнейшим средством решения возникающих проблем.
Во-первых, иллюстративный направлении. Это самый широкий из всех, так как охватывает задачи, начиная от простой визуализации данных до создания анимационных фильмов.
Во-вторых, развивающиеся направление: компьютерная графика, темы и возможности, которые безграничны, позволяет расширять и совершенствовать свои навыки.
В-третьих, исследовательского направления. Он включает в себя изображение абстрактных понятий. То есть, использование компьютерной графики, направленных на создание имиджа, что не имеет физического аналога. Почему? Как правило, для того чтобы показать модель для наглядности или чтобы отслеживать изменения в параметрах и настроить их.
Какие существуют виды компьютерной графики?
Еще раз: что такое компьютерная графика? Это раздел информатики, изучающий способы и средства обработки и создания графических изображений с помощью техники. Существует четыре вида компьютерной графики, несмотря на то, что для обработки изображений с помощью компьютера существует много различных программ. Это растровая, векторная, фрактальная и 3D графика.
Каковы их отличительные особенности? Во-первых, виды компьютерной графики отличаются принципами изображения при отображении на бумаге или экране монитора.
Растровая графика
Основным элементом растрового изображения или иллюстрации точки. При условии, что картинка на экране, то точка называется пиксель. Каждый пиксел изображения имеет собственные параметры: цвет и размещение на холсте. Конечно, что чем меньше размер пикселей, и чем больше число, тем лучше картинка выглядит.
Главная проблема растровых изображений больших объемов данных.
Вторым недостатком растровой графики является необходимость увеличить изображение, чтобы увидеть детали.
Кроме того, при сильном увеличении происходит пикселизация изображения, то есть ее деления на пиксели, что значительно искажает картину.
Векторная графика
Основным элементом векторной графики является линия. Разумеется, в растровой графике тоже есть линии, но они рассматриваются как набор точек. И векторной графики, все нарисовано, представляет собой набор строк.
Этот вид компьютерной графики является идеальным для хранения высокоточных изображений, таких как, например, чертежи и схемы.
Информация в файле хранится не в виде графического изображения, а координаты точек, через которые программа воссоздает образ.
Соответственно, для каждой точки линии зарезервировано одну из ячеек памяти. Следует отметить, что в векторной графике объем памяти, занимаемый одним объектом остается постоянным и не зависит от ее размера и длины. Почему это происходит? Потому что линия в векторной графике определяется несколькими параметрами, или, проще говоря, формула. Что бы мы делали с ним в будущем, в ячейке памяти будут меняться только параметры объекта. Количество ячеек памяти останется прежним.
Таким образом, можно сделать вывод, что векторные файлы по сравнению с растрового изображения требует намного меньше памяти.
Трехмерная графика
3D-графики, или графики, изучает методы и приемы разработки трехмерных моделей объектов, которые максимально соответствующие реальным. Эти изображения можно рассматривать со всех сторон.
Гладкая поверхность и различные графические формы используются для создания объемных иллюстраций. С их помощью художник сначала создает каркас будущего объекта, а затем поверхность покрывают такими материалами, которые визуально похожи на реальные. Далее делаем тяжести, легкости, свойства атмосферы и другие параметры пространства, в котором находится объект. Затем, при условии, что объект движется, установить траекторию и скорость.
Фрактальная графика
Фракталом называется фигура, состоящая из одинаковых элементов. Большое количество изображений фракталов. Например, снежинка Коха, множество Мандельброта, треугольник Серпинского и дракон Хартера-Hatchee.
Фрактальный рисунок можно создать, используя любой алгоритм, или автоматическое создание изображения путем вычисления по заданным формулам.
Изменение изображения происходит при внесении изменений в структуру алгоритма или изменение коэффициентов в Формуле.
Главным преимуществом фрактальной графики является то, что файл изображения сохраняются только формулы и алгоритмы.
Применение компьютерной графики
Однако, следует отметить, что выделение этих направлений весьма условно. Кроме того, он может быть детализирован и расширен.
Итак, перечислим основные направления компьютерной графики:
3) отображения визуальной информации;
4) создание пользовательского интерфейса.
Применяется компьютерная графика?
В инженерном программировании, широко использована трехмерная компьютерная графика. Информатика в первую очередь пришли на помощь инженеров и математиков. С помощью трехмерной графики является моделирование физических объектов и процессов, например в анимации, компьютерных игр и кино.
Растровая графика широко используется в разработке дизайна печатных и мультимедийных изданий. Очень редко иллюстрации, которые готовятся с помощью растровой графики, созданные с помощью компьютерных программ вручную. Часто с этой целью я использую отсканированные изображения, которые художник сделал на фото или бумагу.
В современном мире широко используются цифровые фото-и видеокамеры для ввода растровых изображений в компьютер. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровой графикой, которые не ориентированы на создание изображений, а также редактирования и обработки.
Растровое изображение, используемое в Интернете в том случае, если есть необходимость передать цветовую гамму.
Но программ для работы с векторной графикой, наоборот, наиболее часто используется для создания иллюстраций, если для обработки. Такие инструменты часто используются в издательских домов, редакций, дизайн-студий и рекламных агентств.
Средствами векторной графики намного проще решать вопросы и дизайн, который основан на использовании простых элементов и шрифтов.
Несомненно, есть примеры векторных художественных произведений, но они являются скорее исключением, чем правилом, по той простой причине, что подготовка иллюстраций EPS векторные графики крайне сложно.
Автоматическое создание изображений с помощью математических вычислений для создания программных средств, которые работают с графикой факториал. Это в программирование, а не дизайн или живопись-это создание композиции факториал. График факториала редко используется для создания печатных и электронных документов, но ее часто используют в развлекательных целях.