Текстура (Texture) - побитовое отображение поверхностей, отсканированное или нарисованное, что придает поверхности реалистичный вид.

Пиксел PI(X)ctureELement - минимальный графический элемент, генерируемый видео адаптером, обычно размером с точку.

Текстурирование - основной метод моделирования поверхностей наложением на них изображений, называемых текстурой.

Блиттинг (Blitting) - копирование массива данных из основной памяти компьютера в память видеокарты.

Сетка (Mesh) - термин, применяемый для описания структуры 3D-объекта или изображения.

Призрак (Sprite) - объект движущийся поверх фоновой картинки.

Ядро (Engine)- часть программного обеспечения, предназначенная для управления и обновления трехмерной графики в реальном масштабе времени.

Лекция №3. Модели представления цвета в КГ. Палитры.

План:

1) Модели представления цвета.

2) Палитры.

1. Цветовая модель RGB. Наиболее проста для понимания и очевидна модель RGB. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными.

Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображение проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели.

Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонентов называют аддитивным методом. Он применяется всюду, где цветное изображение рассматривается в проходящем свете («на просвет»): в мониторах, слайд-проекторах и т.п. Нетрудно догадаться, что чем меньше яркость, тем темнее оттенок. Поэтому в аддитивной модели центральная точка, имеющая нулевые значения компонентов (0,0,0), имеет черный цвет (отсутствие свечения экрана монитора). Белому цвету соответствуют максимальные значения составляющих (255, 255, 255). Модель RGB является аддитивной, а ее компоненты: красный (255,0,0), зеленый (0,255,0) и синий (0,0,255) - называют основными цветами.

Цветовая модель CMYK. Эту модель используют для подготовки не экранных, а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем больше света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех основных красок поглощает почти весь падающий свет, и со стороны изображение выглядит почти черным. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а наоборот, к ее уменьшению.

Поэтому для подготовки печатных изображений используется не аддитивная (суммирующая) модель, а субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого:

голубой (Cyan) = Белый - красный = зелёный + синий (0,255,255)

пурпурный (сиреневый) (Magenta) = Белый - зелёный = красный + синий (255,0,255)

жёлтый (Yellow) = Белый - синий = красный + зелёный (255,255,0)

Эти три цвета называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до белого. Существенную трудность в полиграфии представляет черный цвет. Теоретически его можно получить совмещением трех основных или дополнительных красок, но на практике результат оказывается негодным. Поэтому в цветовую модель CMYK добавлен четвертый компонент - черный. Ему эта система обязана буквой К в названии (blacK).

В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный отпечатки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученное на компьютере, перед печатью разделяют на четыре составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называется цветоделением. Современные графические редакторы имеют средства для выполнения этой операции.

В отличие от модели RGB, центральная точка имеет белый цвет (отсутствие красителей на белой бумаге). К трем цветовым координатам добавлена четвертая - интенсивность черной краски. Ось черного цвета выглядит обособленной, но в этом есть смысл: при сложении цветных составляющих с черным цветом все равно получится черный цвет. Сложение цветов в модели CMYK каждый может проверить, взяв в руки голубой, сиреневый и желтый карандаши или фломастеры. Смесь голубого и желтого на бумаге дает зеленый цвет, сиреневого с желтым - красный и т.д. При смешении всех трех цветов получается неопределенный темный цвет. Поэтому в этой модели черный цвет и понадобился дополнительно.

Цветовая модель НSB. Некоторые графические редакторы позволяют работать с цветовой моделью HSB. Если модель RGB наиболее удобна для компьютера, а модель CMYK - для типографий, то модель HSB наиболее удобна для человека. Она проста и интуитивно понятна. В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов, как и при работе с другими моделями. Оттенок цвета указывает номер цвета в спектральной палитре.

Насыщенность цвета характеризует его интенсивность - чем она выше, тем "чище" цвет. Яркость цвета зависит от добавления чёрного цвета к данному - чем её больше, тем яркость цвета меньше.

Lab — аббревиатура названия двух разных (хотя и похожих) цветовых пространств. Более известным и распространенным является CIELAB (точнее, CIE 1976 L*a*b*), другим — HunterLab (точнее, Hunter L, a, b). Таким образом, Lab — это неформальная аббревиатура, не определяющая цветовое пространство однозначно. Чаще всего, говоря о пространстве Lab, подразумевают CIELAB.

При разработке Lab преследовалась цель создания цветового пространства, изменение цвета в котором будет более линейным с точки зрения человеческого восприятия (по сравнению с XYZ), то есть с тем, чтобы одинаковое изменение значений координат цвета в разных областях цветового пространства производило одинаковое ощущение изменения цвета. Таким образом математически корректировалась бы нелинейность восприятия цвета человеком.

LAB при разработке оптимизировался для применения в условиях известного (как правило студийного) освещения, и из-за этого LAB трудно применим для сцен в которых присутствуют несколько источников света, ни один из которых не может считаться основным.

HSL, HLS или HSI (от англ. Hue, Saturation, Lightness (Intensity)) — цветовая модель, в которой цветовыми координатами являются тон, насыщенность и яркость. Следует отметить, что HSV и HSL — две разные цветовые модели (Lightness — светлота, что отличается от яркости).

2. Цветовая палитра – это множество цветовых оттенков используемых или использованных при создании изображения. В компьютерной графике это также таблица, в которой хранится информация о том, какому коду цвета пиксела в графическом файле соответствует какой цвет из спектра TrueColor (каким кодом закодирован тот или иной цвет спектра TrueColor). Эта таблица создается и хранится в составе графического файла (в некоторых случаях).

Самый удобный для компьютера способ кодирования цвета — 24-разрядный, TrueColor. В этом режиме на кодирование каждой цветовой составляющей R (красной), G (зеленой) и В (синей) отводится по одному байту (8 битов). Яркость каждой составляющей выражается числом от 0 до 255, и любой цвет из 16,5 миллионов компьютер может воспроизвести по трем кодам. В этом случае цветовая палитра в виде таблицы в составе графического файла не нужна, поскольку в трех байтах и так достаточно информации о цвете конкретного пиксела и программа обработки графического файла (просмотра, редактирования) может без всяких преобразований понять эту информацию и передать ее на адаптер монитора для управления интенсивностями соответствующих электронных пучков.

Индексная палитра. По другому обстоит дело, когда изображение имеет другой цветовой формат. В частности, когда в изображении используются только 256 или 16 цветов. В этом случае цветовой оттенок пиксела представляется одним кодом (8, 4-х разрядным). Причем это число выражает не цвет пиксела, а его номер (индекс) в цветовой таблице (палитре). Сам же цвет разыскивается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, которая записывается в начало или конец файла с изображением. Такие цветовые палитры называют индексными палитрами.

Файл с индексированным изображением содержит заголовок, поясняющий прикладным программам структуру таблицы и способ кодирования цветов пикселов.

Таким образом, в каждый байт файла с индексированным цветом заносится ссылка на один из 256 (или две ссылки на 16) цветов. Например, пикселу с фиолетовым цветом может соответствовать номер 13. А в тринадцатой строке индексной таблицы могут быть цветовые координаты RGB: 255, 0, 255.

Фиксированная палитра. Втех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байтами (режим HighColor), на экране возможно изображение 65 тысяч цветов. Разумеется, это не все возможные цвета, а лишь одна двести пятьдесят шестая доля спектра цветов, доступного в режиме TrueColor. В таком изображении каждый двухбайтный код тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. Но в данном случае нельзя приложить к файлу индексную палитру, в которой было бы записано какой код какому цвету соответствует, поскольку в этой таблице было бы 65 тысяч записей, и ее размер составил бы сотни тысяч байтов. Поэтому нецелесообразно прикладывать к файлу таблицу, которая по размеру может быть больше самого файла. В этом случае используют понятие фиксированной палитры. Ее не надо прикладывать к файлу. В любом графическом файле, имеющем шестнадцатиразрядное кодирование цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет. Но надо понимать, что в этой палитре используется только каждый двести пятьдесят шестой оттенок из спектра цветов, доступного в режиме TrueColor.

«Безопасная» палитра. Термин безопасная палитра используют в Web-графике. Поскольку скорость передачи данных в Интернете часто мала, для оформления Web-страниц не применяют графику, имеющую кодирование цвета выше 8-разрядного.

При этом возникает проблема, связанная с тем, что создатель Web-страницы не может знать, на какой модели компьютера и под управлением каких программ будет просматриваться его произведение. Он не уверен, не превратится ли его «зеленая елка» в красную или оранжевую на экранах пользователей.

В связи с этим было принято следующее решение. Все наиболее популярные программы для просмотра Web-страниц (браузеры) заранее настроены на одну фиксированную палитру. Если разработчик Web-страницы при создании иллюстраций будет применять только эту палитру, то он может быть уверен, что пользователи всего мира увидят рисунок правильно.

В этой палитре не 256 цветов, как можно было бы предположить, а лишь 217. Это связано с тем, что в Интернете работают разные компьютеры, а не только с IBMPC, и не все компьютеры могут воспроизводить 256 цветов.

Такая фиксированная палитра, жестко определяющая индексы для кодирования 217 цветов, называется безопасной палитрой. (Image/Mode/IndexedPalette).

Лекция №4. Форматы графических файлов в КГ.

План:

1.Общая характеристика форматов.

2.Основые виды форматов.

1. Любое графическое изображение сохраняется в файле. Способ размещения графических данных при их сохранении в файле определяет графический формат файла. Различают форматы файлов растровых изображений и векторных изображений. Растровые изображения сохраняются в файле в виде прямоугольной таблицы, в каждой клеточке которой записан двоичный код цвета соответствующего пикселя. Такой файл хранит данные и о других свойствах графического изображения, а также алгоритме его сжатия. Векторные изображения сохраняются в файле как перечень объектов и значений их свойств - координат, размеров, цветов и тому подобное. Как растровых, так и векторных форматов графических файлов существует достаточно большое количество. Среди этого многообразия форматов нет того идеального, какой бы удовлетворял всем возможным требованиям. Выбор того или другого формата для сохранения изображения зависит от целей и задач работы с изображением. Если нужна фотографическая точность воссоздания цветов, то преимущество отдают одному из растровых форматов. Логотипы, схемы, элементы оформления целесообразно хранить в векторных форматах. Формат файла влияет на объем памяти, который занимает этот файл. Графические редакторы позволяют пользователю самостоятельно избирать формат сохранения изображения. Если вы собираетесь работать с графическим изображением только в одном редакторе, целесообразно выбрать тот формат, какой редактор предлагает по умолчанию. Если же данные будут обрабатываться другими программами, стоит использовать один из универсальных форматов.

Существуют универсальные форматы графических файлов, которые одновременно поддерживают и векторные, и растровые изображения.

2. Формат PDF (англ. PortableDocumentFormat - портативный формат документа) разработан для работы с пакетом программ Acrobat. В этом формате могут быть сохранены изображения и векторного, и растрового формата, текст с большим количеством шрифтов, гипертекстовые ссылки и даже настройки печатающего устройства. Размеры файлов достаточно малы. Он позволяет только просмотр файлов, редактирование изображений в этом формате невозможно.

Формат EPS (англ. EncapsulatedPostScript - инкапсулированный постскриптум) - формат, который поддерживается программами для разных операционных систем. Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах. Этот формат позволяет сохранить векторный контур, который будет ограничивать растровое изображение.

Итак, рассмотрим наиболее распространенные графические форматы, использующиеся для создания изображений, фотографий, анимаций и т.д.

BMP (Windows Device Independent Bitmap).Роднойформат Windows.Он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением этой операционной системы. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows и, на этом область его применения заканчивается. Использование BMP не для нужд Windows является достаточно распространенной ошибкой.

GIF(англ.GraphicsInterchangeFormat — «формат для обмена изображениями») — популярный формат графических изображений. Способен хранить сжатые данные без потери качества в формате не более 256 цветов.Изображение в формате GIF хранится построчно, поддерживается только формат с индексированной палитрой цветов. Стандарт разрабатывался только для поддержки 256-цветовой палитры.Формат GIF поддерживает анимационные изображения. Они представляют собой последовательность из нескольких статичных кадров, а также информацию о том, сколько времени каждый кадр должен быть показан на экране.

PNG (англ. portablenetworkgraphics) — растровый формат хранения графической информации. Формат PNG спроектирован для замены устаревшего и более простого формата GIF, а также, в некоторой степени, для замены значительно более сложного формата TIFF. Формат PNG позиционируется прежде всего для использования в Интернете и редактирования графики.Формат PNG хранит графическую информацию в сжатом виде. Причём это сжатие производится без потерь, в отличие, например, от JPEG с потерями.

Он имеет следующие основные преимущества перед GIF:

- практически неограниченноеколичество цветов в изображении (GIF использует в лучшем случае 8-битный цвет);

- опциональная поддержка альфа-канала;

- возможность гамма-коррекции;

- двумерная чересстрочная развёртка;

- возможность расширения формата пользовательскими блоками (на этом основан, в частности, APNG).

JPEG (JointPhotographicExpertsGroup).Строго говоря JPEG'oм называется не формат, а алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, а на разнице между пикселями. Чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается, тем ниже качество. Используя JPEG можно получить файл в 1-500 раз меньше, чем BMP! Алгоритм JPEG в наибольшей степени пригоден для сжатия фотографий и картин, содержащих реалистичные сцены с плавными переходами яркости и цвета. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет.С другой стороны, JPEG малопригоден для сжатия чертежей, текстовой и знаковой графики, где резкий контраст между соседними пикселами приводит к появлению заметных артефактов.

TIFF (TargetImageFileFormat). формат хранения растровых графических изображений. TIFF стал популярным форматом для хранения изображений с большой глубиной цвета. Он используется при сканировании, отправке факсов, распознавании текста, в полиграфии, широко поддерживается графическими приложениями.Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK. TIFF может содержать обтравочные контуры, альфа-каналы, слои, другие дополнительные данные. В формате TIFF есть возможность сохранения с применением нескольких видов сжатия: JPEG, ZIP, но, как правило используется только LZW-компрессия.

PhotoshopDocument (PSD) — растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь, созданный специально для программы AdobePhotoshop и поддерживающий все его возможности. Преимуществом является сохранение слоев, эффектов и т.д. Недостатки: большой объем файла и закрытие спецификации, что не позволяет открыть файл с помощью другой программы.

XCF (англ. eXperimentalComputingFacility) - растровый формат хранения графической информации, использующий сжатие без потерь, созданный специально для программы Gimp и поддерживающий все его возможности.Когда изображение сохраняется в формате XCF, практически вся детальная информация о нем сохраняется. Она включает данные точек для каждого слоя, текущее выделение, дополнительные каналы, контуры и направляющие. Не сохраняется история действий.

CDR - формат популярного векторного редактора CorelDraw. Свою популярность и распространение пакет получил благодаря кажущейся простоте использования и интерактивным спецэффектам (линзам, прозрачностям, нестандартным градиентам и т.д.). Широкие возможности этой программы, в плане эффектов, объясняются более богатым внутренним языком описания страниц нежели у продуктов Adobe, использующих PostScript. Именно это и является основным минусом CorelDraw. PostScript c кореловскими спецэффектами зачастую является головной болью типографий и препресс бюро.

DWG - (от англ. drawing — чертеж) — бинарный формат файла, используемый для хранения двухмерных (2D) и трёхмерных (3D) проектных данных. Является основным форматом для некоторых САПР-программ (прямая поддержка — например, AutoCAD, nanoCAD, IntelliCAD и его вариаций). Формат DWG поддерживается многими САПР-приложениями косвенно: то есть данные из одного формата данных перемещаются в другой через функции импорт-экспорт. Современные программы, работающие в dwg, часто создают на диске временные и резервные копии документов в формате dwg в файлах с расширениями .sv$ («temporaryautomaticsave» — временное автоматическое сохранение) и .bak («backup» — резервная копия).

CDW – рисунок в векторном формате. Используется в графическом редакторе Компас и является основным графическим документом, который позволяет создавать чертежи, как с чистого листа, так и из 3D моделей, при этом для пользователя необходимо выбрать только формат чертежа, (начиная от А5 и заканчивая А0). Рамка для основной надписи создается в автоматическом режиме, ее необходимо только заполнить, при этом есть возможность настройки оформления, как говориться под себя.

Рекомендуется самостоятельно изучить такие форматы, как QXD, DXF, ID, РМ.

Лекция №5. Шрифты в компьютерной графике.

План:

1. Понятие «шрифт».

2. Классификация компьютерных шрифтов.

3. Отображение шрифтов на экране.

1. Шрифт (нем. Schrift ← schreiben — писать) — графический рисунок начертаний букв и знаков, составляющих единую стилистическую и композиционную систему, набор символов определенного размера и рисунка. В узком типографском смысле шрифтом называется комплект типографских литер, предназначенных для набора текста.

Одним из важнейших понятий при работе со шрифтом является литера. Литера – это металлический брусок прямоугольного сечения с рельефным изображением буквы или знака на одной из его сторон. Рельефное изображение служит для воспроизведения букв и знаков полиграфическим способом. В компьютерной графике литерой часто называют букву или же сам шрифт.

В калиграфии и типографике сложились определенные термины, характеризующие анатомию букв латинского и кириллического алфавитов. Любой символ располагается в прямоугольнике – на кегельной площадке. Высота этого прямоугольника –это кегль. Каждая буква состоит из штрихов: основных (более толстых) и соединительных.

Особенным элементом анатомии буквы считается засечка — слегка расширяющийсяросчерк на концах штрихов, благодаря которому существует определенная классификацияшрифтов. Засечки — это не только декоративные элементы. Они играют важную роль ввосприятии шрифта, поскольку помогают глазу отделить один знак от другого и выявить отдельные буквы в аллеях тонких штрихов, которые образуются строками набранного текста.

Компьютерный шрифт — это файл, содержащий в себе описание набора буквенных, цифровых, служебных и псевдографических символов, используемый для отображения этих символов (в частности текста) программой или операционной системой.

Комплект шрифтов, имеющих схожий рисунок, но различающихся начертанием (обычный, курсивный, жирный и т. д.), называется гарнитурой.

Такие файлы содержат описания наборов буквенно-цифровых знаков и символов в компактном, удобном для доступа формате. Из файлов шрифтов можно произвольно выбирать данные, связанные с отдельными знаками. В этом смысле они представляют собой базы данных о знаках и символах и поэтому иногда используются для хранения графических данных, хотя подобные данные по своей природе не являются буквенно-цифровыми или символьными. Файлы шрифтов могут иметь общие заголовки, а некоторые файлы поддерживают даже подзаголовки для каждого знака. В любом случае для того, чтобы выбрать отдельные знаки без чтения и анализа всего файла, нужно знать начало данных о знаках, объем данных о каждом знаке и порядок, в котором эти знаки хранятся. Данные о знаках в файле могут индексироваться буквами и цифрами, кодом ASCII и другими средствами. Некоторые файлы шрифтов можно дополнять и редактировать, поэтому в них есть специальный указатель, по которому всегда можно найти данные о знаках.

Основные характеристики шрифтов:

- начертание: прямой, курсивный;

- насыщенность: светлый, полужирный, жирный (отношение толщины штриха к ширине внутрибуквенного просвета);

- ширина: нормальный, узкий, широкий, шрифт фиксированной ширины;

- размер (кегль) в пунктах (1 пункт = 1/72 дюйма);

- чёткость;

- контраст;

- различимость;

- удобочитаемость;

- ёмкость.

2. Компьютерные шрифты делятся по способу отрисовки на: растровые, векторные и контурные.

Изображение символов шрифта на экране дисплея является растровым изображением, то есть состоит из окрашенных в разные цвета точек, или пикселей. В случае текста таких цветов только два — цвет символа и цвет фона. Если условно обозначить точку, окрашенную в цвет символа, единицей, а в цвет фона — нулем, любой изображаемый на экране символ можно представить в виде прямоугольной таблички из нулей и единиц —битовой карты (bitmap). Таблица, содержащая все 256 битовых карт символов длянекоторого начертания и некоторого размера, называется bitmapfont (bitmap-шрифт,растровый шрифт).

Bitmap-шрифт является наиболее удобным для отображения на экране с точки зрения скорости прорисовки и затрат ресурсов компьютера на обработку. Однако размеры символов на экране могут изменяться — следовательно, для одной гарнитуры необходимы bitmap-шрифты нескольких размеров. Из-за сложности масштабирования и объемности шрифтового файла подобные шрифты не используются для печати.

Возможным решением проблемы масштабирования шрифта на высокие разрешения является использование векторных шрифтов. Эти шрифты являются естественным способом определения начертаний символов для устройств типа перьевых или струйных графопостроителей (плоттеров), способных непосредственно воспроизводить на носителе прямые либо кривые линии. В векторных шрифтах каждый символ представлен в виде совокупности геометрических примитивов — обычно отрезков прямых и дуг окружности, заданных своими координатами относительно «точки привязки» (originpoint) символа. Масштабирование векторного шрифта производится простым умножением всех координат на соответствующий множитель. Помимо графопостроителей, в конце восьмидесятых годов некоторые программные продукты работали с векторными шрифтами и на дисплее — можно упомянуть графические средства всех компиляторов фирмы Borland для Dos. Однако для прорисовки шрифтов с качеством, пригодным дляполиграфии, в векторных шрифтах понадобилось бы слишком большое количествоэлементов, образующих контура букв с переменной толщиной — эти контура пришлосьбы «набирать» из множества тонких линий. В настоящее время векторные шрифты используются только в некоторых программах, связанных с подготовкой чертежей.

Более эффективным решением проблемы является использование так называемых«outline» (контурных) шрифтов. Вместо запоминания битовых карт, меняющихся сизменением кегля шрифта, запоминаются только контуры символа.

При необходимости отобразить на том или ином устройстве символ какого-то конкретного размера битовая карта для данного символа и данного кегля строится путем «заполнения» контуров буквы точками, размер которых соответствует разрешению устройства вывода, то есть производится растрирование нужного символа на соответствующее разрешение.

Контур символа строится с помощью точек и кривых второго или третьего порядка.Т.о. эти шрифты легко масштабируются и занимают гораздо меньше места. Большинствосовременных компьютерных шрифтов предназначенных для печати – это контурныешрифты.

3. Особенностью отображения текстов на экране является значительно меньшая разрешающая способность, чем достижима на бумаге даже для не самой совершенной техники. В связи с этим векторные шрифты на экране воспроизводятся с искажениями. Для того, чтобы избежать этих искажений применяются различные способы:

Хинтинги — набор инструкций, позволяющих улучшить форму символа, отображаемого на экране.

Монохроматическое сглаживание — позволяет избавиться от «угловатости» символа путём частичного закрашивания пикселей, которые не полностью перекрываются линиями символа

Субпиксельное сглаживание — расширение функции сглаживания, основанное на свойствах жидкокристаллических мониторов: в них каждый пиксель разделён на три субпикселя разных цветов, каждым из которых можно управлять отдельно, что позволяет увеличить горизонтальное разрешение теоретически в 3 раза.

Лекция №6. Аппаратные средства компьютерной графики.

План:

1. Устройства вывода КГ.

2. Устройства ввода КГ.

1.Монитор является универсальным устройством вывода информации и подключается к видеокарте, установленной в компьютере.

Изображение в компьютерном формате (в виде последовательностей нулей и единиц) хранится в видеопамяти, размещенной на видеокарте. Изображение на экране монитора формируется путем считывания содержимого видеопамяти и отображения его на экран.

Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит обычно с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия изображения пользователем компьютера.

Существует три вида мониторов: мониторы с ЭЛТ (элетронно-лучевая трубка), ЖК (жидкокристаллические) и газоплазменные мониторы. В мониторах с ЭЛТ изображение на экране создается пучком электронов, испускаемых электронной пушкой. Этот пучок электронов разгоняется высоким электрическим напряжением (десятки киловольт) и падает на внутреннюю поверхность экрана, покрытую люминофором - веществом, светящимся под воздействием пучка электронов.

Система управления пучком заставляет пробегать его построчно весь экран (создает растр), а также регулирует его интенсивность). Пользователь видит изображение на экране монитора, так как люминофор излучает световые лучи в видимой части спектра. Качество изображения тем выше, чем меньше размер точки изображения.Однако такие мониторы являются также источником высокого статического электрического потенциала, электромагнитного и рентгеновского излучений, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

ЖК-мониторы сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электрического напряжения могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча, проходящего сквозь них.

Преимущество ЖК-мониторов перед мониторами на ЭЛТ состоит в отсутствии вредных для человека электромагнитных излучений и компактности. Недостатком является маленький угол обзора и высокая цена.

Газоплазменные мониторы состоят из двух пластин, между которыми находится газовая смесь, светящаяся под воздействием электрических импульсов. Такие мониторы не имеют недостатков, присущих ЖК, однако их нельзя использовать в переносных компьютерах с аккумуляторным питанием, так как они потребляют большой ток.

Видеокарта или видеоадаптер — электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора. Видеокарта – важная и сложная часть компьютера, в ее задачу входит обработка информации и вывод изображения на экран монитора.

Видеоадаптеры классифицируют по разным признаком, однако, наиболее часто встречающаяся классификация по виду разъема в материнской плате, к которому он подключается.

Наиболее старый разъем для подключения видеокарты это AGP – ускоренный графический порт. Довольно редко, но всё-таки его ещё можно встретить на довольно старых компьютерах. Он был разработан компанией Intel сразу после появления процессоров IntelPentium II и предназначался для соединения видеокарт и материнских плат с целью увеличения быстродействия видеосистемы.

Но сегодня они безнадежно устарели, т.к. имеют очень малую пропускную способность шины (всего до 2.1 Гбайт/сек), при возросших требованиях современных программ и игр. В современных материнских платах отсутствует слот AGP, и все внешние видеокарты подключаются только через интерфейс PCI Express. Скорость шины данного интерфеса намного выше, чем у его предшественника. На сегодняшний день появилась уже третья версия интерфейса - PCI Express 3.0. С ним скорость передачи данных может достигать 16 Гбайт/сек.

Принтеры предназначены для вывода на бумагу числовой, текстовой и графической информации. По своему принципу действия принтеры делятся на матричные, струйные и лазерные.

Матричные принтеры — это принтеры ударного действия. Печатающая головка матричного принтера состоит из вертикального столбца маленьких стержней (обычно 9 или 24), которые под воздействием магнитного поля «выталкиваются» из головки и ударяют по бумаге (через красящую ленту). Перемещаясь, печатающая головка оставляет на бумаге строку символов.

Недостатки матричных принтеров состоят в том, что они печатают медленно, производят много шума и качество печати оставляет желать лучшего.

В последние годы широкое распространение получили струйные принтеры. В них используется чернильная печатающая головка, которая под давлением выбрасывает чернила из ряда мельчайших отверстий на бумагу. Перемещаясь вдоль бумаги, печатающая головка оставляет строку символов или полоску изображения.

Струйные принтеры могут печатать достаточно быстро (до нескольких страниц в минуту) и производят мало шума. Качество печати определяется разрешающей способностью струйных принтеров, которая может достигать фотографического качества 2400 dpi. Это означает, что полоска изображения по горизонтали длиной в 1 дюйм формируется из 2400 точек (чернильных капель).

Лазерные принтеры обеспечивают практически бесшумную печать. Высокую скорость печати (до 30 страниц в минуту) лазерные принтеры достигают за счет постраничной печати, при которой страница печатается сразу целиком. Высокое типографское качество печати лазерных принтеров обеспечивается за счет высокой разрешающей способности, которая может достигать 1200 dpi и более.

Для вывода сложных и широкоформатных графических объектов (плакатов, чертежей, электрических и электронных схем и пр.) используются специальные устройства вывода — плоттеры. Принцип действия плоттера такой же, как и струйного принтера.

2. Мышь— механический манипулятор, преобразующий движение в управляющий сигнал. В частности, сигнал может быть использован для позиционирования курсора или прокрутки страниц.

Получила широкое распространение в связи с появлением графического интерфейса пользователя на персональных компьютерах. Помимо мышек встречаются другие устройства ввода аналогичного назначения: трекболы, тачпады, джойстики. Мышь воспринимает своё перемещение в рабочей плоскости (обычно — на участке поверхности стола) и передаёт эту информацию компьютеру. Программа, работающая на компьютере, в ответ на перемещение мыши производит на экране действие, отвечающее направлению и расстоянию этого перемещения. Мыши бывают механические и оптические.

Сенсорный экран — устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему. Сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения

Световое перо похоже на обычный карандаш, на кончике которого имеется специальное устройство — светочувствительный элемент.

Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Если перемещать по экрану такое перо, можно рисовать или писать на экране, как на листе бумаги.

Световое перо используется для ввода информации в самых маленьких персональных компьютерах — в карманных микрокомпьютерах. Оно также применяется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, или дигитайзер, используется для создания либо копирования рисунков или фотографий. Он позволяет создавать рисунки так же, как на листе бумаги. Изображение преобразуется в цифровую форму, отсюда название устройства (от англ. digit — цифра).

С помощью специальной ручки можно чертить, рисовать схемы, добавлять заметки и подписи к электронным документам. Качество графических планшетов характеризуется разрешающей способностью, которая измеряется в lpi (линиях на дюйм) и способностью реагировать на силу нажатия пера.

В хороших планшетах разрешающая способность достигает 2048 lpi (перемещение пера по поверхности планшета на 1 дюйм соответствует перемещению на 2048 точек на экране монитора), а количество воспринимаемых градаций нажатий на перо составляет 1024.

Большое распространение в наше время прибрели устройства сканированияизображений, таких как тексты или рисунки. Термин «сканирование» происходит от английского глагола toscan, что означает «пристально всматриваться».

Сканер предназначен для ввода в компьютер графической или текстовой информации с листа бумаги, со страницы журнала или книги. Для работы сканера необходимо программное обеспечение, которое создает и сохраняет в памяти электронную копию изображения. Все разнообразие подобных программ можно подразделить на два класса — для работы с графическим изображением и для распознавания текста.

Сканируемое изображение освещается белым светом (черно-белые сканеры) или тремя цветами (красным, зеленым и синим). Отраженный свет проецируется на линейку фотоэлементов, которая движется, последовательно считывает изображение и преобразует его в компьютерный формат. В отсканированном изображении количество различаемых цветов может достигать десятков миллиардов.

Цифровые камеры позволяют получать видеоизображение и фотоснимки непосредственно в цифровом (компьютерном) формате.

Цифровые фотоаппараты позволяют получать высокачественные фотографии с разрешением до 2272x1704 точек (всего до 3,9 млн пикселей). Для хранения фотографий используются модули flash-памяти или жесткие диски очень маленького размера. Запись изображений на жесткий диск компьютера может осуществляться путем подключения камеры к компьютеру.

Если установить в компьютер специальную плату (ТВ-тюнер) и подключить к ее входу телевизионную антенну, то появляется возможность просматривать телевизионные передачи непосредственно на компьютере.

Лекция №7. Цифровая фотография.

План:

1. Цифровая фотография.

2. Классификация цифровых фотоаппаратов.

3. Устройство цифровых фотоаппаратов.

4. Органы управления.

1. Цифровая фотография — технология фотографии, использующая вместо светочувствительных материалов, основанных на галогениде серебра, преобразование света светочувствительной матрицей и получение цифрового файла, используемого для дальнейшей обработки и печати.

Поскольку обработка полученных файлов изображения производится на компьютере (или на другой цифровой технике), цифровая фотография часто относится к области информационных технологий.

Помимо собственно цифрового оборудования, в сферу цифровой фотографии традиционно включены:

Аналоговые компоненты цифровых аппаратов (например, матрица содержит аналоговые части);

Теле- и видеокамеры, некоторые факсимильные и копирующие аппараты, использующие для получения изображения аналогичные фотоаппаратам матрицы, но передающие и записывающие аналоговый сигнал.

Достижения в области технологий и производства фотосенсоров, оптических систем позволяют создавать цифровые фотокамеры, которые вытесняют плёночную фототехнику из большинства сфер применения, хотя приверженцы плёнки среди профессиональных фотографов остаются. Кроме того, создание встроенных в сотовые телефоны, карманные компьютеры цифровых миниатюрных фотоаппаратов создало новые сферы применения фотографии.

2. Цифровой фотоаппарат — это фотоаппарат, в котором для получения изображения вместо фотоплёнки используется массив полупроводниковых светочувствительных элементов на твердотельной подложке, называемый фотоматрицей, на которую изображение фокусируется с помощью системы линз объектива. Полученное изображение, в электронном виде сохраняется в виде файлов в памяти фотоаппарата или дополнительном носителе, вставляемом в фотоаппарат.

Первый цифровой фотоаппарат разработал в 1975 году инженер компании Истмен-Кодак Стивен Сассон (StevenSasson), применявшаяся в нем матрица имела разрешение 0,1 Мпикс.

Грань между фотоаппаратом и видеокамерой размыта: современная видеоаппаратура, как правило, может делать статичные снимки, а фотоаппараты записывать видеоряд со звуком и выводить его в телевизионном формате. Приведем примерную классификацию устройств, чьё основное назначение — фотосъёмка.

а) Ультракомпактные аппараты начального уровня. Такие модели оснащаются объективом с фиксированным фокусным расстоянием и сенсором малого размера (1/2,5 или 1/3,2 дюйма), имеющим относительно невысокое разрешение (обычно 2-3 мегапиксела). В подавляющем большинстве подобных аппаратов предусмотрен только полностью автоматический режим съемки и несколько сюжетных программ. Основные достоинства таких камер — это доступная цена, а также малые габариты и вес корпуса. Существенные недостатки — низкое качество получаемых снимков, примитивные алгоритмы работы автофокуса, отсутствие ручного и полуавтоматических режимов съемки, а также весьма ограниченные функциональные возможности.

Canon A310 — ультракомпактная камера начального уровня.

б) Ультракомпактные аппараты с зум-объективом. Основное отличие моделей этой группы от предыдущей — наличие объектива с изменяемым фокусным расстоянием (обычно с 3-кратным зумом). В последнее время такие камеры завоевывают все большую популярность, и модели, относящиеся к данному пункту классификации, могут значительно отличаться друг от друга по цене, качеству оптики, разрешению сенсора (от 3 до 5 мегапикселов) и набору функциональных возможностей. Основные достоинства представителей данной группы — это относительно низкая цена, малые габариты и вес корпуса, наличие оптического зума и вполне достаточная для съемок «бытовых» сюжетов универсальность. Типичные недостатки — не очень высокое качество изображения (особенно у аппаратов, оснащенных сенсором с высоким разрешением), недостаточная гибкость алгоритмов работы экспоавтоматики и ограниченные возможности по управлению параметрами съемки (зачастую отсутствуют ручной и полуавтоматические режимы).

СasioExilim EX-Z55 — ультракомпактная камера с зум-объективом.

в) Компактные камеры с зум-объективом и расширенными функциональными возможностями. Принадлежность к этой группе часто обозначают термином prosumer (наличие функций как для бытовой, так и для профессиональной съемки). Основные отличия таких моделей от представителей предыдущей группы — это более высокий класс оптики, использование сенсора большего размера (как правило, 1/1,8 или 2/3 дюйма, хотя встречаются некоторые модели, оснащенные сенсором размером 1/2,5 и даже 1/3,2 дюйма), возможность расширения базовых функций камеры и обилие разнообразных функций.

Такие камеры стоят уже заметно дороже и имеют более внушительные массогабаритные показатели. Однако у них есть и целый ряд важных преимуществ, в частности: гибкое управление параметрами съемки (набор сюжетных программ; наличие автоматического, полуавтоматического и ручного режимов; ручное управление фокусировкой), возможность установки дополнительных аксессуаров и оборудования (светофильтров, макро-, теле- и широкоугольных насадок на объектив, а также внешней вспышки в «горячий башмак»), сохранение снимков в формате RAW и т.д.

Многие камеры данного класса позволяют получать изображения высокого технического качества, вполне пригодные для печати на носителях большого формата и для публикации на страницах различных изданий.

Sony DSC-F828 — одна из топ-моделей незеркальных цифровых камер с расширенными функциональными возможностями.

г) Компактные цифровые фотоаппараты с несменным объективом с постоянным фокусным расстоянием. В основном выполнены в стиле «ретро», имеют матрицу больших размеров, многие снабжены оптическим видоискателем, обладают высокими техническими характеристиками беззеркальных фотоаппаратов. Отличаются высокой ценой.

DigitalClassicCameraLeica M3

д) Зеркальные (SLR) камеры с несменным объективом. В настоящее время это относительно немногочисленный класс цифровых фотоаппаратов, представителей которого по большому счету можно было бы отнести к категории prosumer. Однако, учитывая принципиальные отличия в конструкции оптического тракта, все-таки логичнее рассматривать их как отдельную категорию.

В зеркальных камерах изображение, попадающее в объектив, при помощи специального зеркала проецируется в визир видоискателя. В момент съемки зеркало поднимается и изображение из объектива проецируется на светочувствительный сенсор. Таким образом, фотограф получает возможность при компоновке кадра в буквальном смысле смотреть сквозь объектив. Однако при этом отсутствует возможность использовать дисплей аппарата в качестве видоискателя (как в компактных камерах) — изображение на нем можно посмотреть лишь после съемки.

Необходимо отметить, что в данный момент лучшие модели компактных цифровых камер уже вплотную приблизились — как по техническому качеству получаемых изображений, так и по набору функциональных возможностей — к зеркальным аппаратам, оснащенным несменной оптикой. При этом цена последних примерно в 1,5 раза выше, да и отнести их к компактным устройствам вряд ли получится. Это заставляет крепко задуматься о целесообразности приобретения подобного аппарата — разумеется, в том случае, если вы не принадлежите к клану фанатичных приверженцев зеркальной фототехники.

Olympus E-20 — зеркальная цифровая камера с несменным объективом.

е) Зеркальные камеры со сменным объективом. До недавнего времени к этому классу относились только профессиональные модели. Однако примерно год тому назад на рынке появились две модели цифровых «зеркалок» по цене ниже 1000 долл. — Canon 300D и Nikon D70, которые были изначально спроектированы для опытных фотолюбителей.

Одна из особенностей данных аппаратов заключается в том, что они позволяют использовать огромный ассортимент стандартных сменных объективов, выпускавшихся для пленочных зеркальных камер. Кроме того, зеркальные цифровые камеры оснащаются сенсорами со значительно большей площадью рабочей области.

Однако стоимость даже самых доступных моделей сменных объективов выражается трехзначной суммой, так что затраты в любом случае оказываются неприемлемыми для подавляющего числа фотолюбителей, делающих свои первые шаги в фотографии с цифровой техникой. Кроме того, из-за несоответствия размеров применяемых в зеркальных цифровых камерах сенсоров и кадра 35-миллиметровой фотопленки соответствующим образом изменяются характеристики объективов, изначально спроектированных для пленочных камер.

Canon 300D — цифровая зеркальная камера со сменным объективом.

ж) Цифровые дальномерные фотоаппараты. Немногочисленная группа цифровых фотоаппаратов, имеющих, кроме ЖК-дисплея, оптический видоискатель, совмещённый с дальномером. На 2012 год цифровые дальномерные фотоаппараты представлены тремя моделями: «Epson R-D1», «Leica M8» и «Leica M9». Отличаются высокой ценой, сочетают высокое качество изображения с непревзойдённой оперативностью съёмки (важно для уличной и репортажной фотографии).

Epson R-D1 - цифровой дальномерный фотоаппарат.

з) Фотоаппараты, встроенные в другие устройства.Удобны тем, что устройство всегда с собой. Миниатюрны, как правило, нет механики объектива и собственных органов управления. Служат большей частью для бытовых снимков и пересъёмки информации.

3. Матрица. Основной элемент любой цифровой фото- или видеокамеры — матрица, от которой в наибольшей степени зависит качество получаемого изображения. Матрица (иногда её называют сенсором) представляет собой полупроводниковую пластину, содержащую большое количество светочувствительных элементов, в подавляющем большинстве случаев сгруппированных в строки и столбцы.

В современных ЦФК наибольшее распространение получили матрицы двух типов: ПЗС (прибор с зарядовой связью, по-английски CCD — Charge-CoupledDevice) и КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник, по-английски CMOS — Complementary-symmetry/Metal-OxideSemiconductor).

CMOS-матрицы для потребительских фотоаппаратов относительно дёшевы, так как производятся по стандартным полупроводниковым технологиям, однако шумы таких матриц обычно гораздо выше, чем у CCD. Поэтому в настоящее время большинство моделей ЦФК (за исключением ряда профессиональных и полупрофессиональных «зеркалок» Canon, Nikon и Sony и других, имеющих специальные схемы подавления шумов), оснащаются ПЗС-матрицами. Название ПЗС — прибор с зарядовой связью, отражает способ считывания электрического заряда методом сдвига от одного элемента матрицы к другому, постепенно заполняя буферный регистр. Далее напряжение усиливается и подается на АЦП (аналого-цифровой преобразователь), после чего уже в цифровой форме поступает для последующей обработки в процессор фотокамеры.

Объектив цифровой камеры не претерпел кардинальных изменений по сравнению с объективами обычных фотокамер. Из-за меньших размеров сенсора, объективы цифровых камер (за исключением зеркальных камер, использующих те же объективы) имеют меньшие геометрические размеры.

Благодаря уменьшению относительно 35-мм плёнки размера матрицы, в камерах любительского уровня стало возможным использование оптических схем, ранее присущих только дорогим аппаратам.

Затвор. Цифровые потребительские фотокамеры оснащены электронным эквивалентом затвора, который встроен в матрицу и выполняет работу, аналогичную механическому. В более дорогих камерах вмонтированы два затвора, и механический служит для предотвращения попадания на сенсор света после окончания времени выдержки, что позволяет избежать появления артефактов ореола, частично блюминга и смазывания.

В некоторых цифровых фотоаппаратах при нажатии клавиши затвора наполовину происходит срабатывание систем автоматики. Автофокус и система определения экспозиции фиксируют параметры съёмки и ждут полного нажатия. При полном нажатии клавиши спусковой кнопкив незеркальных цифровых аппаратах: механический затвор (при наличии) открывается,происходит сброс заряда в ячейках матрицы,механический затвор открывается на время экспонирования,механический затвор закрывается,происходит считывание кадра из матрицы,механический затвор открывается,матрица переходит в режим LiveView;

- в зеркальном цифровом аппарате (без или при выключенном режиме LiveView): поднимается зеркало и срабатывает «прыгающая» диафрагма,включается ранее выключенная матрица,открывается на время экспонирования механический затвор,закрывается механический затвор,опускается зеркало и открывается диафрагма,происходит считывание и обработка кадра из матрицы.

Видоискатель — элемент фотоаппарата, показывающий границы будущего снимка и в некоторых случаях резкость и параметры съёмки. На бытовых цифровых фотоаппаратах в качестве видоискателя используются ЖК экраны (на зеркальных в режиме LiveView и на компактных камерах) и различные виды электронных и оптических видоискателей.

Процессоры в цифровых фотоаппаратах выполняют следующие функции:

-управление работой затвора;

-управление объективом в автоматическом и ручном режимах съёмки;

-выбор баланса белого, измерение освещённости объекта, определение экспопары, выбор цветовой температуры и т. п.;

-управление работой вспышки;

-управление брекетингом — возможностью серийной съёмки (обычно сериями по 3 или 10 кадров) с разными настройками фотоаппарата;

-управление специальными эффектами из имеющегося набора (сепия, чёрно-белая съёмка, устранение эффекта красных глаз и др.);

-формирование и выдачи на дисплей информации о выбранных режимах съёмки, настройках, самого изображения и т. п.

Карта памяти. Карта памяти — носитель информации, который обеспечивает длительное хранение данных большого объёма, в том числе изображений, получаемых цифровым фотоаппаратом.

В ранних моделях цифровых фотоаппаратов использовались и иные носители информации, в том числе миниатюрные жесткие диски, дискеты, записываемые оптические и магнитооптические диски и т. п., вплоть до аудиокассет (в самом первом образце электронной фотокамеры фирмы «Кодак», использовавшей аналоговые способы обработки и сохранения изображений).

Внешний интерфейс подключения к компьютеру общего назначения имеется практически во всех цифровых камерах. На сегодня самым распространённым из них является USB. Также применяются специальные виды разъёмов для подключения к телевизору или принтеру. Появились первые модели фотокамер с беспроводными интерфейсами.

4. Выбор режимов работы.Диск режимов фотоаппарата — селектор режимов фотокамеры. Обычно находится на верхней панели камеры слева или справа. Реже, в основном на компактных камерах, на панели обращённой к фотографу. В некоторых цифровых камерах диск режимов отсутствует, а выбор режима съёмки осуществляется при помощи кнопок и меню.

Кнопка спуска. Элемент управления фотосъемкой, инициирующий последовательность получения кадра. Выполняется в виде кнопки либо на верхнем торце аппарата (компактные камеры), либо спереди и сбоку рукоятки в зеркальных фотоаппаратах. При нажатии фотокамера производит съемку и обработку кадра. Во многих моделях предусмотрено 2-ступенчатое нажатие (при нажатой наполовину срабатывают технологии автофокуса и экспокоррекции, при полном нажатии — производится съемка.)

Управление меню. Для настройки параметров в большинстве цифровых фотоаппаратов применяется интерфейс меню.

Во многих компактных фотоаппаратах имеются два меню: основное и «быстрое». Основное меню занимает весь объём экрана и предназначено для установки как непосредственно параметров съёмки, так и системных параметров аппарата (даты, времени и т. п.). «Быстрое» меню выводится поверх изображения в режиме съёмки и позволяет изменять непосредственно параметры съёмки, например, ISO, баланс белого, экспокоррекцию и т. п.

В цифровых зеркальных фотоаппаратах при отключённом режиме «LiveView» на экране (если он включён) отображаются только параметры съёмки. Такой же интерфейс присутствует и в некоторых компактных камерах, например, в CanonPowerShot G11 в режиме «Быстрый снимок» (в этом режиме визирование возможно только с использованием оптического видоискателя).

Лекция №8. Современные технологии представления графической информации в сети Internet.

План:

1. Средства обработки графики.

2. Форматы для работы в сети Internet.

1. Компания AMD предложила новую технологию для работы с графикой. Преимущества новой технологии заключаются в более быстрой смене кадров в графике с высоким разрешением, значительно улучшенным моделированием физических сред, четкое и более детальное формирование трехмерных изображений, лишенным характерных скачков воспроизведением видео и звуком театрального качества.

API (Application Programming Interface)

Комплект программ, которые прикладная программа использует для обращения к задачам исполняемым на уровне операционной системы. Т.е. программы связи аппаратных средств (таких, как, например, видеопроцессор) с приложениями, например, играми. Разработчики игры пишут ее код согласуясь с API, что позволяет ей работать с любыми аппаратными средствами, на любых компьютерах. 3D API позволяет программисту создавать трехмерное программное обеспечение использующее все возможности 3D-ускорителей. 3D API делятся на стандартные (универсальные) и собственные (специализированные). Без стандартных API, поддерживающих широкий спектр 3D-ускорителей, разработчиками, пришлось бы портировать игры под множество плат. Наиболее известные стандартные 3D API - OpenGL и DirectX.

DirectX

API для Microsoft Windows, сфокусированный на разработке мультимедийных приложений. DirectX обеспечивает разработчиков программного обеспечения гибкостью необходимой для работы в Internet и открывает путь к использованию мощнейших возможностей современных персональных компьютеров в работе с мультимедийными приложениями. Наиболее широко используется при написании компьютерных игр. Последняя версия DirectX 11.2.

OpenGL

OpenGL - графический API. Спецификация, определяющая независимый от языка программирования платформонезависимый программный интерфейс для написания приложений, использующих двумерную и трёхмерную компьютерную графику.

Включает более 300 функций для рисования сложных трёхмерных сцен из простых примитивов. Используется при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях. Конкурирует с DirectХ. Имеет ряд преимуществ:

- абсолютно бесплатен;

- доступен на большом количестве платформ;

- прост в использовании;

- легко дополняемая библиотека расширений, в отличие от DirectХ, изменения которого возможно лишь в новой версии продукта.

Однако имеет существенные недостатки:

- низкая скорость работы;

- отсутствие непосредственного доступа к аппаратному обеспечению.

2. GIF (Graphics Interchange Format) - используется для передачи индексированных цветных изображений и HTML-документов в сети Internet. Поддерживает изображения с глубиной цвета 8 бит.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) - используется для отображения фотографий и других тоновых изображений в сети Internet. Глубина - 24 бит. Применяется эффективный алгоритм уплотнения, за счет чего файл занимает меньше места.

VRML (Virtual Reality Modeling Language) — язык моделирования виртуальной реальности, стандартный формат файлов для демонстрации трёхмерной интерактивной векторной графики, чаще всего используется в веб-технологиях. Предназначен для описания простейших трехмерных изображений и оперирует объектами, описывающими геометрические фигуры и их расположение в пространстве.

X3D — это формат, предназначенный для работы с трёхмерной графикой в реальном времени. X3D — это наследник VRML. Методы моделирования с использованием расширений X3D применяются сегодня для представления сложного трехмерного Интернет-контента.

JT — единый формат описания 3D данных. Используется для визуализации, совместной работы и обмена данными в САПР. Имеет широкую функциональность и малый размер файлов. Формат и соответствующее программное обеспечение структурированы так, чтобы обеспечить возможность быстрой загрузки, редактирования и управления большим количеством деталей в реальном времени.

VET (англ. Viewpoint Experienced Technology — интерактивная технология 3D-визуализации виртуальной реальности). Это альтернатива VRML и X3D, получившая распространение в Интернете. VET демонстрирует высочайшее фотореалистичное качество изображения для визуализации текстурированных 3D-моделей. Создаваемые в VET модели полностью управляемые, с текстурой высокого разрешения, тенями, отражениями и даже анимацией в реальном времени. При их просмотре вы можете изменять размер окна, масштабировать, вращать и перемещать объекты в любых направлениях практически без потери качества визуализации.