Основные понятия.

Чертежи по компьютерной графике.

Цели и задачи компьютерной графики
Понятие "компьютерная графика" объединяет довольно широкий круг операций по обработке графической информации с помощью компьютера. Причем наблюдается явная тенденция "компьютеризации" изображений, циркулирующих в обществе. Стали обыденностью термины "цифровое фото" и "видео". Западные кинорежиссеры давно уже пытаются испугать нас ужасами будущего, захваченного компьютерными монстрами, подсовывающими людям виртуальный суррогат вместо прекрасной реальности. В виртуальных буднях грядущего компьютерной графике отводится огромная роль. Это связано с тем, что, по мнению ученых, исследующих проблемы мозга, зрительная система в иерархии мозговых структур человека занимает особое место. С восприятием и обработкой визуальной информации непосредственно связано примерно 20% мозга человека. Благодаря зрению мы получаем по разным оценкам от 70 до 90% сведений об окружающем мире. Следовательно, образный мир компьютерной графики является одним из глубинных проявлений человеческой природы. В компьютерной  графике  можно  выделить  несколько основных  направлений.
1.Визуализация научных (расчетных или экспериментальных) данных. Большинство современных математических программных пакетов (на­пример, Maple, MatLab, MathCAD) имеют средства для отображения графиков, поверхностей и трехмерных тел, построенных на основе каких-либо расчетов. Кроме того, графическая информация может активно использоваться в самом процессе вычислений. Например, в системе Image, визуальные образы, выводимые на экран, являются основой для решения математических и проектных задач. Визуализация позволяет представить большой объем данных в удобной для анализа форме и широко используется при обработке результатов различных измерений и вычислений.
2 Геометрическое проектирование и моделирование. Чертежи в компьютерной графике Это направление компьютерной графики связано с решением задач начертательной геометрии — построением чертежей, эскизов, объемных изображений с помощью программных систем, получивших название CAD-системы (от английского Computer-Aided Design), например AutoCAD , Компас , T-Flex, Inventor, SolidWorks.
Существует большое количество специализированных CAD-систем в машиностроении, архитектуре, строительстве и т. д.
3. Распознавание образов. Способность распознавать абстрактные образы считают одним из важнейших факторов, определившим развитие мыслительных способностей человека, выделив его из животного мира. Задача распознавания и классификации графической информации является одной из ключевых и при создании искусственного интеллекта. Уже в наши дни компьютеры распознают образы повсеместно (системы идентификации футбольных хулиганов у входа на стадион; анализ аэро-и космических фотоснимков; системы сортировки, наведения и т. д.). Возможно, самый известный пример распознавания образов — сканирование и перевод "фотографии" текста в набор отдельных символов, формирующих слова. Такую операцию позволяет выполнить программное обеспечение многих современных сканеров. Кроме того, существуют специализированные программы распознавания текста, например FineReader.
4. Изобразительное искусство. К этому направлению можно отнести разнообразную графическую рекламу: от текстовых транспарантов и фирменных знаков до компьютерных видеофильмов, обработку фотографий, создание рисунков, мультипликацию и т. д. В качестве примера популярных программ из этой области компьютерной графики можно назвать Adobe Photoshop (обработка растровых изображений), CorelDRAW (создание векторной графики), 3DS Мах (трехмерное моделирование).

5.Виртуальная реальность. Реальность, даже виртуальная, подразумевает воздействия на всю совокупность органов чувств человека, в первую оче редь на его зрение. К компьютерной графике можно отнести задачи моделирования внешнего мира в различных приложениях: от компьютер ных игр до тренажеров. Кроме того, не стоит забывать о компьютерах злодеях, которые используют виртуальную реальность для захвата мира. Поэтому надо изучать компьютерную графику, чтобы не дать себя провести :-).

6.Цифровое видео. Все более широкое распространение получают аними рованные изображения, записанные в цифровом формате. Это прежде всего фильмы, передаваемые через компьютерные сети, а также видео­ диски Digital Video Disk (DVD), цифровое, кабельное и спутниковое те левидение.

Приведенная классификация сфер применения компьютерной графики является во многом условной. Возможно, найдутся задачи, которые нельзя отнести ни к одному из обозначенных направлений.

Графические форматы
Графическим форматом называют порядок (структуру), согласно которому данные, описывающие изображение, записаны в файле.
Графические данные обычно разделяются на два класса: векторные и растровые. Изображения, в зависимости от типа описывающих их данных, называются векторными или растровыми.
Векторные данные (н-р: чертежи по компьютерной графике) используются для представления прямых, многоугольников, кривых и т. д. с помощью определенных в числовом виде базовых (опорных, контрольных, ключевых) точек. Программа, обрабатывающая векторные данные, воспроизводит линии посредством соединения базовых точек. Вместе с информацией о базовых точках хранятся атрибуты (цвет, толщина и другие параметры линий) и набор правил (соглашений) вывода (рисования). Растровые данные представляют собой набор числовых значений, определяющих яркость и цвет отдельных пикселов. Пикселами (или пикселями — от английского pixel) называются минимальные элементы (цветные точки), из которых формируется растровое изображение. Термин "растр" в компьютерной графике и полиграфии имеет несколько отличающиеся значения.Далее под растром будем понимать массив пикселов (массив числовых значений). Для обозначения массива пикселов часто используется термин bitmap(битовая карта). В bitmap каждому пикселу отводится определенное число битов (одинаковое для всех пикселов изображения). Это число называется битовой глубиной пиксела или цветовой глубиной изображения, т.к. от количества битов, отводимых на один пиксел, зависит количество цветов изображения. Наиболее часто используется цветовая глубина 1, 2, 4, 8, 15, 16, 24 и 32 бита.

Источниками растровых данных могут быть программы, формирующие изображение на растровом экране и различного рода устройства для ввода изо­бражений (сканеры, цифровые камеры и др.).Типы форматов графических файлов определяются способом хранения и типом графических данных. Наиболее широко используются растровый, векторный и метафайловый форматы.
Векторный формат наиболее удобен для хранения изображений, которые можно разложить на простые геометрические фигуры (например, чертежи или текст). Векторные файлы содержат математические описания элементов изображения. Наиболее распространенные векторные форматы: AutoCAD DXF и Microsoft SYLK.
Растровый формат используется для хранения растровых данных. Файлы такого типа особенно хорошо подходят для хранения изображений реального мира, например оцифрованных фотографий. Растровые файлы содержат битовую карту изображения и ее спецификацию. Наиболее распространенные растровые форматы: BMP, TIFF, GIF, PCX, JPEG.
Метафайловый формат позволяет хранить в одном файле и векторные, и растровые данные. Примером такого формата являются файлы CorelDRAW - CDR.
Кроме того, существуют файловые форматы для хранения мультипликации (видеоинформации), мультимедиа-форматы (одновременно хранят звуковую, видео- и графическую информацию), гипертекстовые (позволяют хранить не только текст, но и связи-переходы внутри него) и гипермедиа (гипертекст плюс графическая и видеоинформация) форматы, форматы трехмерных сцен, форматы шрифтов и т. д.

.