1 Жалпы бөлім
1.1 Компьютерлік графика негіздері
Компьютерлік графика (computer graphics) – бұл күнделікті өмірден
алынған ақпаратты визуалды өңдеу мен қоса бейнені құрастыруға арналған
(компьютерлік модельдеуде және суреттеуде ерекше құрал ретінде
пайдаланылады) қызметтік аймақ болып табылады.
Компьютерлік графиканың даму кезеңін алғашқы болып жасалынған
графикалық компьютерлік ойындармен байланыстырады. Ол ойынды 1961
жылы программист С.Рассел алғашқы рет PDP-1 машинасында іске қосқан.
1963 жылы америка оқымыстысы Айвен Сазерленд Sketchpad ақпаратты-
программалық кешенін ойластырып шығарды. Бұл программа сандық
қылқалам тұтқасы арқылы сызықты, нүкте мен шеңберді салуға мүмкіндік
беретін. Яғни программа көмегімен орналастыру, көшіру және т.б. әрекеттер
жүзеге асырылған.
Т. Мофетта мен Н. Тейлор басқарылуымен 60-шы жылдардың ортасында
компьютерлік графика қосымшаларының өндірістегі сандық электронды сызба
машинасының өңделуі Itek фирмасында жүзеге асты.1964 жылы General Motors
өзінің IBM өңделуімен сәйкестелетін DAC-1 автоматтандырылған жобалық
жүйесін ұсынды.
1968 жылы Н. Н. Константинова басшылығымен компьютерлі-
математикалық негіздегі мысықтың қозғалыс моделін құрастырып шығарды.
Ал модельді нақты визуализациялау үшін сандық-алфавитті принтерді
қолданды.
Алғашқыда компьютерлік графика жұмыстары үшін Amiga және
Macintosh компьютерлері қолданылды. Ал қазіргі уақытта компьютерлік
графиканы жүзеге асыру үшін дербес компьютерлерде сәтті қолданылуда.
Компьютерлік графиканы шартты түрде екі өлшемді, үш өлшемді,
анимациялық және инженерлік деп бөлуге болады. Өз кезегінде анимациялық
екі өлшемді және үш өлшемді, сонымен қатар, инженерлік те екі өлшемді және
үш өлшемді болуы мүмкін [1].
Екі өлшемді графика (2D – ағылшынша two dimensions – «екі өлшем»)
компьютерлік графиканың графикалық ақпарат типін және бейнені өңдеудің
тиісті алгоритмін классификациялайды.
Компьютерлік графика екі түрге бөлінеді: статикалық (қозғалмайтын)
және динамикалық (анимация, компьютерлік мультипликация).
Бейнелерді өзгерту әдістеріне байланысты компьютерлік графика
растрлық, векторлық және фрактальді болып бөлінеді.
Векторлық графика – бейнелердің геометриялық примитивтерінің
жиынтығы ретінде ұсынылады. Әдетте, олардан нүкте, түзу, шеңбер, тікбұрыш
таңдалынады. Векторлық форматтағы бейнелер редактрлеу үшін қаралады.
Бейне өзінің өлшемін жоғалтпастан масштабталынады, бұрылады және
13
деформацияланады, сонымен қатар, растрлық графикаға қарағанда үш өлшемді
векторлық графикада имитацияланады.
Векторлық графиканың растрлық графикадан айырмашылығы онда
бейнелер объектілердің математикалық, яғни сызық пен шеңбер арқылы
сипатталуын береді. Бір қарағанда векторлық графиканың математикалық
сипатталуы қиын болып көрінуі мүмкін, алайда ол ең қарапайым әдіс ретінде
саналады.
Үш өлшемді компьютерлік графикада күрделі сурет жасау үшін шар, куб
сияқты элементтер қолданылады. Компьютерлік графиканың артықшылығы –
компьютер жадысында аз орын алуы. Ал кемшілігі векторлық объектілер өте
күрделі болып, кейбір жағдайдағы басып шығаруда қолданушы күткендей
болмай шығуы мүмкін.
Векторлық графиканың ерекшеліктері:
–
векторлық графика бейненің сапасын жоғалтпастай шығаруға
мүмкіндік бере отырып барлық салада кеңінен қолданылуы;
–
векторлық графика суреттің басқа бөлігіне тиіспестен, бір ғана бөлігін
өзгертуге мүмкіндік бере алуы;
–
векторлық бейнелер растрлық объектілерді қоспайды және компьютер
жадысында аз орын алуы.
Кемшілігі – векторлық бейнелер жасанды түрде көрінеді және оңай
масштабталынады, бірақ растрлық графикаға қарағанда полутоны мен
көлеңкесі аз болады.
Растрлық графика екі өлшемді массивті нүктелерді анықтайды. Әрбір
нүктенің сәйкестелу мәні – жарықтылығы, түсі, айқындылығы немесе бұл
мәндердің бірігуінде болады.
Растрлық графика – бір-біріне тәуелсіз түс пен жарықтың үйлесімін екі
өлшемді массивті нүктелерде (растр элементі) ұсынатын машиналық графика
болып табылады. Растр (растрлық массив) – бейненің қатар мен бағанның
жинақталған екі өлшемді массив нүктесінде ұсынылады және әрбір нүктеде түс
пен жарық көрсетіледі. Нүкте – түс пен жарық арқылы берілетін бейненің
минималды бірлігі, растр элементі.
Растрлық графиканың артықшылықтары:
–
растрлық графика эффектілі түрде шынайы бейнені ұсынылуы;
–
растрлық бейнелер барынша растрлық құрылғыларда, мысалы,
лазерлік принтерлерде және басқа принтерлерде басып шығарылуы.
Кемшіліктері:
–
жадыда үлкен көлемді орын алуы;
–
көптеген растрлық бейнелерді редактрлеуде жадыда үлкен орын алып
қана қоймай, уақыттың да көп бөлігін алуы;
–
растрлық бейнелерді өзгертудегі қиындықтардың болуы;
–
бейненің өлшемін үлкейткен сайын сапаның бұзылуы.
Растрлық графика фотокескіндерді өңдеуде, көркем графикасында,
жөндеу жұмыстарында, сканер жұмыстарында кеңінен қолданылады.
14
Фрактальді графика векторлық графика сияқты математикалық
есептелулерге негізделген. Оның негізгі элементі математикалық формулалар,
яғни компьютер жадында орын алмайды және ол бейнелер тек математикалық
теңдеулер арқылы құрылады. Сондықтан да қарапайым құрылым сияқты
күрделі иллюстрацияны, табиғи ландшафттар мен үш өлшемді объектілерді
жасай береді.
Фрактальді графика векторлық сияқты есептелгенімен, оның
айырмашылығы ешқандай объектілер компьютер жадында сақталмайды.
Бейнелер теңдеу арқылы құрылғандықтан, формуладан басқасын сақтаудың
қажеттігі жоқ. Теңдеу коэффициенттерін өзгерту арқылы мүлдем басқа сурет
алуға болады. Фрактальді графиканың қабілеті тірі табиғат кескінін есептеу
жолымен автоматтық генерациялау үшін қолданылады.
Үш өлшемді графика (3D – ағылшынша three dimensions – «үш өлшем»)
үш өлшемді кеңістіктегі объектілерді жүзеге асырады. Үш өлшемді
компьютерлік графика кинода, анимациялық бейнелерде, мультфильмдерде
және компьютерлік ойындарда кеңінен қолданылады. 3D-графикадағы барлық
визуалды түрлендірулер матрицамен басқарылады. Компьютерлік графикада
үш түрлі матрица қолданылады:
–
бұрылыс матрицасы;
–
қозғалыс матрицасы;
–
масштабтау матрицасы.
Достарыңызбен бөлісу: | 
