Компьютерлік графика ұғымы.

Ақпараттық-дидактикалық блок.

Компьютерлік графиканың тарихы.

Компьютерлердің дамуының алғашқы кезеңдерінде онымен қатынас жасаудың бір ғана тәсілі бағдарлама құру ғана болды. Мәліметтер қағаз карталар немесе ленталар арқылы енгізілді. Кейде компьютерлер осциллографтармен машинаның электронды тізбектерін тексеру үшін жабдықталды. Мөлшермен 1950-ші жылы Англияның Кембридж университетінің белгісіз программисті «Эдсак» компьютерінің бір осциллографында билеп жүрген шотландты бейнелеген. Бір жарым жылдан кейін информатика бойынша ағылшын маманы Кристофер Стрэси Манчестер университетінде құрылған «Марк-1» компьютері үшін экранда дойбы ойнағыштың программасын жазды.

Графикалық мүмкіндіктермен жабдықталған алғашқы компьютер сервомеханизмдер лабороториясында Джей У.Форрестер жетекшілігімен МТИ тобында дайындалды. Оған «Вихрь» деген ат берілді, секундына 20 мың операцияларды орындады және оның жадысы 2048 байт болды.

Компьютерлік графиканың бірінші бағдарламасы «Блокнот» деп аталды. Оны 1963 жылы Линкольновский лабораториясының программисті Айвен Сазерланд дайындады. Сазерланд жұмысы компьютерлік графика тарихында шешуші жағдай болды. Бұл интерактивті бағдарлама адамға экран бетінде тек сызу және өшіру ғана емес, сонымен қатар техникалық сын нәтижесін демонстрациялауға мүмкіндік берді.

«Блокнот» пайда болғанға дейін компьютерлік графиканың құралдарын көбінесе әскери мақсатта қолданды, яғни мәліметтердің мониторда графикалық түрде бейнеленуі алғаш рет 50-жылдары ғылыми және әскери зерттеулерде үлкен ЭЕМ үшін пайдаланылды. Сазерланд жұмысынан кейін компьютерлік графика өндірістегі инженерлік және конструкторлық дайындамаларды, алдымен автомобильде және космоста, содан кейін көптеген басқа салаларда кең түрде қолданыла бастады.

Компьютерлік графика ұғымы.

Компьютерлік графика – бағдарламалық аппараттық есептеуіш комплекстердің көмегімен бейнелерді құру және өңдеу әдістерін оқытатын информатиканың маңызды саласы. Компьютерлік графика бейнелеудің барлық түрлерін және әр түрлі кескіндерді (суреттерді, сызбаларды, мультипликацияларды) компьютердің көмегімен алуды толық қарастырады. Компьютерлік графикасыз қазіргі заманда материалдық әлемді елестету мүмкін емес.

Компьютерлік графиканың қолданыстары: медицинада (компьютерлік тамография), ғылыми зерттеулерде, киімдерді модельдеуде, конструкторлық жобаларда қолданылады.

Компьютерлік графика түріне байланысты ақ, қара, түрлі-түсті болып бөлінеді.

Бейнелерді құру тәсіліне байланысты: растрлық, векторлық, фрактальды болып бөлінеді.

Түрлі мамандық саласына байланысты: инженерлік графика, ғылыми графика, компьютерлік полиграфия болып бөлінеді.

Компьютерлік графиканың құрылымы мен әдістері фундаментальды және қолданбалы ғылымдарға негізделген. Олар математика, физика, химия, биология, статистика және т.б. Сондықтан да компьютерлік графика информатиканың дамушы саласы болып табылады.

3.Компьютерлік графиканың түрлері.
Компьютерлік графика үш түрге: растрлық, векторлық және фракталдық болып бөлінеді. Олар бір-бірінен монитор экранында бейнелену және қағаз бетіне басып шығарылған кезде кескіндердің қалыптасу принциптері бойынша ажыратылады.

3.1.Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан тұрады. Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге компьютер жадында бір ұяшық қажет.
Растрлық кескіннің сапасы сол кескіннің өлшеміне (тігінен және көлденең орналасқан пиксельдердің саны) және әр пиксельді бояуға қажетті түстердің санына тәуелді болады.

Мұндай типті кескіндер Adobe Photoshop, Corel Photo, Photofinish секілді қуатты графикалық редакторларда өңделеді. Растрлық кескіндер векторлық кескіндерге қарағанда сапасы жоғары, әсерлі болады. Қарапайым фотосуреттердің өзі компьютерде растрлық кескін түрінде сақталады. Растрлық кескіндерді Paint, Adobe Image Ready секілді программаларды қолданып қолдан жасауға да болады.

Растрлық графика файлдарының кеңейтілу форматтары:

Файл форматы дегеніміз компьютер жадында бейнені сақтау әдісі. Форматтар түрлері:

1).psd — Adobe PhotoShop программасының ішкі форматы. Ол бейнелердің барлық типтерін: ақ-қара дан түрлі-түстіге дейін қолдайды. Негізі формат шексіз қабаттардан тұруы мүмкін, ал әр қабат 24 каналдан тұрады.

2).tiff — түстік каналдармен жұмыс істеу үшін арналған әмбебап формат. Бұл форматпен нүктелік графиканың кез-келген программасында жұмыс жасауға болады.

3).pcx —.tiff форматының оңтайланған түрі, Paintbrush программасы үшін жасалған.

4).bmp — Windows та жұмыс істеуге арналған формат.

5).jpeg — нүктелік бейнелерді 5-15 есе сығып сақтауға арналған.

6).gif — индекстелген түстен тұратын бейнелерді сипаттауға арналаған.

Растрлық кескіндердің артықшылықтары да, кемшіліктері де бар.
Артықшылығы: растрлық кескінді түзетуге, әдемілей түсуге, яғни оның кез-келген бөлігін өзгертуге болады; нүктелерді қажет болмаса ішінара алып тастауға немесе қоюлатуға, сондай-ақ кескіннің әр нүктесін ақ-қара немесе басқа кез келген түске өзгертуге болады.
Кемшілігі: растрлық кескін өлшемінің масштабын өзгерткенде (бір немесе бірнеше бағытта созу немесе сығу) кескіннің сапасын жоғалтатыны. Мысалы, кескінді үлкейткенде, оның көрінісі дөрекіленіп кетсе, кішірейткенде – кескін сапасы өте нашарлап кетеді (нүктелерін жоғалтқандықтан).
Растрлық кескіндердің тағы бір кемшілігі – файлдар өлшемдерінің өте үлкендігінде (түстері неғұрлым көп және сапасы жоғары болған сайын, олар соғұрлым үлкен болады).
Бірақ бұл кемшіліктеріне қарамастан, қазіргі техникада растр өте жоғары сапалы кескін алуға мүмкіндік береді. Сондықтан растрлық кескіндер көркем графикада кеңінен қолданылады.
Растрлық графика электронды (мультимедиалық) және полиграфиялық басылымдарды жасап шығару үшін де жиі қолдылады. Растрлық графикалық редакторлар көбінесе жаңа суреттерді салу үшін емес, дайын суреттерді өңдеу үшін қолданылады. Осы мақсатта көбінесе суретшілердің қолымен салынған дайын суреттер сканерленіп алады немесе фотосуреттер алынады. Соңғы кездері растрлық кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық фотокамералар мен видеокамералар кеңінен қолданылуда.

3.2.Векторлық кескіндер, бұл — сызық, доға, шеңбер және тікбұрыш сияқты геометриялық объектілер жинағынан тұратын кескіндер. Бұл жерде вектор дегеніміз — осы объектілерді сипаттайтын мәліметтер жиынтығы.

Векторлық графиканың басты артықшылығы оған кескін сапасын жоғалтпай өзгеріс енгізуге, оңай кішірейтуге және үлкейтуге болатындығы. Келесі артықшылығы — векторлық кескіндердің ақпараттық көлемі растрлық кескіндермен салыстырғанда әлдеқайда аз болады. Векторлық кескіндер СorelDRAW, Adobe illustrator, Micrografx Draw секілді векторлық графикалық редакторларда жасалады.
Векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған программалық құралдар бірінші кезекте кескіндерді өңдеу үшін емес, оларды жаңадан салу үшін қолданылады. Бұндай құралдар жарнама агенттіктерінде, дизайнерлік бюроларда, редакциялар мен баспаханаларда кеңінен қолданылады. Қарапайым геометриялық объектілер мен қаріптерді пайдалануға негізделген безендіру жұмыстары векторлық графика құралдарының көмегімен әлдеқайда оңай іске асады.

 

3.3.Фракталды графиканың жасалу әдісі сурет салуға немесе безендіруге емес, программалауға негізделеді. Егер растрлық графикада растр (пиксель), ал векторлық графикада сызық базалық элемент болып табылса, фракталдық графикада математикалық формуланың өзі базалық элемент болып табылады, бұл компьютердің жадында ешқандай объект сақталмайды, кескін тек қана теңдік бойынша салынады деген сөз. Төмендегі сурет фракталды графиканың мысалы болып табылады (формулалар көмегімен жасалған).

Қысқасы қарапайым тілмен айтқанда растрлык кескін компьютерге жазылғанда әр пикселдері жеке жеке сипатталып, анықталып жазылады. Яғни, бірінші қатардағы бірінші пиксель түсі қара, бірінші қатардағы екінші пикселдің түсі сары,… оныншы қатардағы оныншы пикселдің түсі ақ. Осылай осылай сурет толықтай біткенше сипатталады.
Ал векторда сурет кесінділер арқылы сипатталып жазылады. Яғни, төрт бұрышты кескін, ұзындығы 10мм, ені 10мм, түсі қара. Сондықтан векторлы кескінді сипаттап жазу әлдеқайда оңай әрі қысқа және векторлы кескіннің салмағы да жеңіл, әрі оңай масштабталады.