Въведение

Уместност.Темата за компютърната графика и специалните ефекти все още не е напълно разкрита и затова е толкова популярна и вълнуваща. Повечето съвременни филми използват много специални ефекти. Именно те придават на видеото такава красота и реалност. Използването на компютри в съвременния живот стана незаменимо. Огромен брой индустрии използват компютри, за да ускорят решаването на проблеми. Доскоро всички компютърна технологиябеше само помощно устройство за човек. Компютърът извърши различни изчисления и основната работа все още лежеше на човека. Човечеството е изправено пред задачи на мащабно строителство, проекти за бъдещето, тестове, които компютърът не може да реши. С появата на мощни графични станции, както и компютри, способни да решават не само математически проблеми, но и да визуализират най-сложните технологични процеси на екрана, започва нова ера в компютърната индустрия.

Цел -за изучаване на концепцията за компютърна графика и специални ефекти, разгледайте техните видове, приложения.

Обектът е историята на създаването на специални ефекти и широкото им използване в съвременния свят чрез създаване на най-новите компютърни технологии.

Тема - компютърграфика и един от нейните видове - специален ефект.

1. Анализирайте литературата за специални ефекти и компютърна графика.

2. Изследвайте компютърната графика по време на разработката.

3. Помислете за развитието на специалните ефекти от началото на тяхното формиране до наши дни.

4. Покажете на практика използването на компютърна графика и специални ефекти.

Хипотеза:Има ли ограничение в създаването на специални ефекти и развитието на компютърна графика?

Какво е компютърна графика и нейните видове

Понятието и видовете компютърна графика

Компютърна графика- Това е област на компютърните науки, която се занимава с проблемите за получаване на различни изображения (рисунки, рисунки, анимация) на компютър.

Работата с компютърна графика е един от най-популярните начини за използване на персонален компютър и не само професионални художници и дизайнери се занимават с тази работа. Във всяко предприятие от време на време има нужда да се подават обяви във вестници и списания, да се издава рекламна брошура или брошура. Понякога предприятията поръчват такава работа от специални дизайнерски бюра или рекламни агенции, но често се справят сами и с наличен софтуер.

Нито една съвременна програма не може без компютърна графика. Работата по графика отнема до 90% от работното време на екипи, произвеждащи програми за масово използване.

Под видове компютърна графикаозначава начин за съхраняване на изображение в равнината на монитора.

В зависимост от метода на формиране на изображението, компютърната графика се разделя на няколко вида:

Растерна графика

Растерното изображение е мрежа от пиксели или цветни точки (обикновено правоъгълни) върху компютърен монитор, хартия и други дисплейни устройства и материали (растер). Важните характеристики на изображението са:

броят на пикселите е размерът. Броят на пикселите по ширина и височина може да бъде определен отделно или (рядко) общият брой пиксели (често измерен в мегапиксели); брой използвани цветове или дълбочина на цвета;

цветово пространство (цветен модел). Например - RBG;

разделителната способност е референтна стойност, която показва препоръчителния размер на пикселите на изображението.

Най-малкият елемент е точката.

Векторни графики

Векторната графика е начин за представяне на обекти и изображения в компютърна графика, базиран на използването на геометрични примитиви като точки, линии, многоъгълници и т.н. Терминът се използва за разлика от растерната графика.

линия.

Предимства на векторния начин за описване на графика пред растерната графика:

Размерът на описателната част не зависи от действителния размер на обекта, което позволява използването на минимално количество информация за описване на произволно голям обект с файл с минимален размер.

Поради факта, че информацията за обект се съхранява в описателна форма, можете да увеличавате безкрайно графичен примитив, например дъга на кръг, и той ще остане гладък.

Параметрите на обекта се съхраняват и могат лесно да се променят.

Това също така означава, че преместването, мащабирането, завъртането, запълването и т.н. не влошава качеството на чертежа.

Когато увеличавате или намалявате обекти, дебелината на линиите може да бъде зададена на постоянна стойност, независимо от действителния контур.

Недостатъци на векторната графика

Не всеки обект може лесно да бъде нарисуван във векторна форма – подобно на оригиналното изображение, може да се изисква много голям брой обекти и тяхната сложност, което се отразява негативно на количеството памет, заета от изображението, и времето, необходимо за показването му.

Преобразуването на векторна графика в растер е доста просто. Но, като правило, няма път назад - растерното трасиране, въпреки факта, че изисква значителна изчислителна мощност и време, не винаги осигурява висококачествено векторно рисуване.

Предимството на векторното изображение – мащабируемостта – изчезва, когато започнем да се занимаваме с особено малки графични резолюции. За да се избегне "мръсотия", картината за такива резолюции трябва да се регулира ръчно.

3D графика

3D графика-- раздел от компютърна графика, набор от техники и инструменти, предназначени за изобразяване на триизмерни обекти. Най-често се използва за създаване на изображения върху равнина на екрана или печатен лист в архитектурна визуализация, кино, телевизия, компютърни игри, печатни материали, както и в науката и индустрията.

Триизмерното изображение на равнина се различава от двуизмерното по това, че включва изграждането на геометрична проекция на триизмерен модел на сцена върху равнина (например компютърен екран) с помощта на специализирани програми. В този случай моделът може или да съответства на обекти от реалния свят (автомобили, сгради, ураган, астероид), или да бъде напълно абстрактен (проекция на четириизмерен фрактал).

Най-малкият елемент е самолет.

фрактална графика

От думата фрактал е безкрайно себеподобна геометрична фигура, всеки фрагмент от която се повтаря при намаляване на мащаба. Трябва да се отбележи, че думата "фрактал" не е математически термин и няма общоприета строга математическа дефиниция. Може да се използва, когато въпросната фигура има някое от следните свойства:

Увеличаването на мащаба не води до опростяване на структурата, на всички скали ще видим еднакво сложна картина.

Той е себеподобен или приблизително себеподобен.

Има дробно измерение.

Най-малкият елемент е триъгълник.

Много обекти в природата имат фрактални свойства, например брегове, облаци, корони на дървета, снежинки, кръвоносната система на хора или животни.

Фракталите, особено в самолета, са популярни заради комбинацията от красота и лекота на изграждане с компютър.

Първите примери за фрактална графика с необичайни свойства се появяват през 19 век. Терминът "фрактал" е въведен от Беноа Манделброт през 1975 г. и придоби широка популярност с издаването на книгата му "Фракталната геометрия на природата" през 1977 г.

Символна графикаостарял и почти не се използва днес.

История

Първите компютри не са имали отделни средства за работа с графики, но вече са били използвани за получаване и обработка на изображения. Чрез програмиране на паметта на първите електронни машини, изградени на базата на матрица от лампи, беше възможно да се получат шаблони.

Компютърната графика претърпя значителен напредък с появата на възможността за съхранение на изображения и показването им на компютърен дисплей, електронно-лъчева тръба.

Сегашно състояние

Основни приложения

Развитието в областта на компютърната графика отначало се движи само от академичен интерес и отива в научни институции. Постепенно компютърната графика твърдо навлезе в ежедневието, стана възможно провеждането на търговски успешни проекти в тази област. Основните области на приложение на компютърните графични технологии включват:

Специални ефекти, Визуални ефекти (VFX), цифрова кинематография;
Цифрова телевизия, World Wide Web, видеоконферентна връзка;
Дигитална фотография и значително увеличени възможности за обработка на снимки;
Визуализация на научни и бизнес данни;
Компютърни игри, системи за виртуална реалност (например симулатори за управление на самолети);
Компютърна графика за филми и телевизия

Научна работа

Компютърната графика също е една от областите научна дейност. В областта на компютърната графика се защитават дисертации и се провеждат различни конференции:

Конференция Siggraph, проведена в САЩ
конференция Graphikon, проведена в Русия
CG събитие, проведено в Русия
CG Wave, проведена в Русия

Във факултета на VMiK на Московския държавен университет има лаборатория по компютърна графика.

Техническа страна

Според начините за настройка на изображенията, графиките могат да бъдат разделени на категории:

2D графика

В същото време не всяко изображение може да бъде представено като набор от примитиви. Този метод на представяне е добър за диаграми, използва се за мащабируеми шрифтове, бизнес графики, много широко се използва за създаване на карикатури и просто видеоклипове с различно съдържание.

Растерна графика

Пример за растерно изображение

Растерна графикавинаги работи с двуизмерен масив (матрица) от пиксели. На всеки пиксел се присвоява стойност - яркост, цвят, прозрачност - или комбинация от тези стойности. Едно растерно изображение има редица редове и колони.

Без много загуба растерните изображения могат само да бъдат намалени, въпреки че някои детайли от изображението ще изчезнат завинаги, което е различно във векторното представяне. Увеличаването на растерните изображения, от друга страна, води до „красив“ изглед на уголемени квадрати от един или друг цвят, които преди са били пиксели.

Всяко изображение може да бъде представено в растерна форма, но този метод за съхранение има своите недостатъци: по-голямо количество памет, необходимо за работа с изображения, загуби по време на редактиране.

фрактална графика

фрактално дърво

фрактал- обект, чиито отделни елементи наследяват свойствата на родителските структури. Тъй като по-подробно описание на елементи с по-малък мащаб се извършва съгласно прост алгоритъм, такъв обект може да бъде описан само с няколко математически уравнения.

Фракталите позволяват да се опишат цели класове изображения, чието подробно описание изисква сравнително малко памет. От друга страна, фракталите са слабо приложими към изображения извън тези класове.

3D графика

3D графика(3D - от англ. три измерения- "три измерения") оперира с обекти в триизмерно пространство. Обикновено резултатите са плоска картина, проекция. Триизмерната компютърна графика се използва широко във филмите и компютърните игри.

Всички визуални трансформации в 3D графики се управляват от матрици (вижте също: афинна трансформация в линейната алгебра). В компютърната графика се използват три вида матрици:

матрица на изместване
мащабираща матрица

Всеки многоъгълник може да бъде представен като набор от координати на неговите върхове. И така, триъгълникът ще има 3 върха. Координатите на всеки връх са вектор (x, y, z). Умножавайки вектор по съответната матрица, получаваме нов вектор. След като направихме такава трансформация с всички върхове на многоъгълника, получаваме нов многоъгълник и след трансформирането на всички многоъгълници получаваме нов обект, завъртян/изместен/мащабиран спрямо оригиналния.

Всяка година има 3D състезания, като Magick от следващо поколение или Dominance War.

CGI графика

Основна статия: CGI (филм)

Представяне на цветовете в компютър

За предаване и съхраняване на цвят в компютърната графика се използват различни форми на неговото представяне. Най-общо цветът е набор от числа, координати в някаква цветова система.

Стандартните начини за съхранение и обработка на цветовете в компютър се дължат на свойствата на човешкото зрение. Най-често срещаните системи са RGB за дисплеи и CMYK за печат.

Понякога се използва система с повече от три компонента. Спектърът на отражение или излъчване на източника е кодиран, което позволява по-точно описание на физическите свойства на цвета. Такива схеми се използват при фотореалистично 3D изобразяване.

Истинската страна на графиката

Всяко изображение на монитора, по силата на своята равнина, се превръща в растер, тъй като мониторът е матрица, той се състои от колони и редове. Триизмерните графики съществуват само в нашето въображение, тъй като това, което виждаме на монитора, е проекция на триизмерна фигура, а ние сами създаваме пространството. По този начин графичната визуализация е само растерна и векторна, а методът на визуализация е само растер (набор от пиксели), а начинът, по който се посочва изображението, зависи от броя на тези пиксели.

Вижте също

Графичен потребителски интерфейс
фрактален монотип

Връзки

Селиверстов М. "3D кино - ново или добре забравено старо?"
3D компютърна графикав директорията с връзки на Open Directory Project (dmoz).

Бележки

литература

След изучаване на материала в тази глава, ученикът трябва:

зная

историята на развитието на софтуерни инструменти за работа с графики;
области на приложение на компютърна графика;
класификация на компютърната графика, видове представяне на графична информация;
основни видове графични описания, техните предимства и недостатъци;

да може

разбират графични формати;
навигирайте в средата на различни цифрови графики и я използвайте оптимално;
прилагат придобитите знания за разработване на графични програми;

собствен

необходимата терминология;
информация, използвана в практическата работа с цифрови изображения.

Концепцията, история на развитието, области на приложение и видове компютърна графика

Концепцията и историята на компютърната графика

Компютърната графика (машина, цифрова графика) е сфера на дейност, в която компютрите се използват като инструмент за създаване на изображения, както и за обработка на визуална информация, получена от реалния свят. Резултатът от тази дейност се нарича още компютърна графика.

История на компютърната графика. Първите компютри не са имали специални инструменти за работа с графики, но вече са били използвани за получаване и обработка на изображения. Чрез програмиране на паметта на първите електронни машини, изградени на базата на матрица от лампи, беше възможно да се получат шаблони.

През 1961 г. програмистът С. Ръсел ръководи проекта за създаване на първата компютърна игра с графика. Игра космическа война е създаден на машината PDP-1.

През 1963 г. американският учен Иван Съдърланд създава хардуерна и софтуерна система Скицник , което ви позволява да рисувате точки, линии и кръгове върху тръбата с цифрова писалка (светла писалка) лек рап ) - един от инструментите за въвеждане на графични данни в компютър, вид манипулатори). Поддържат се основни действия примитиви - преместване, копиране и пр. Всъщност това беше първото векторен редактор , реализиран на компютър. Също така програмата може да се нарече първият графичен интерфейс и той беше такъв още преди появата на самия термин.

В средата на 1960 г. имаше разработки в промишлените приложения на компютърната графика. И така, под ръководството на Т. Мофет и Н. Тейлър, фирмата Itek разработи цифрова електронна чертожна машина. През 1964г Общ Motors представи системата за компютърно проектиране DAC-1, разработена в сътрудничество с IBM.

През 1964 г. група, водена от И.И. II. Константинов създава компютърен математически модел на движението на котка. Машина БЕСМ-4, изпълняваща писмена програма за решение диференциални уравнения, нарисува карикатурата "Кити", която за времето си беше пробив. За визуализация е използван буквено-цифров принтер.

През 1968 г. компютърната графика постигна значителен напредък с появата на възможността за съхраняване на изображения и показването им на компютърен дисплей, електронно-лъчева тръба.

Приложения за цифрова графика

научна графика- първите компютри са били използвани само за решаване на научни и индустриални проблеми. За по-добро представяне на получените резултати те бяха обработени графично, изградени са графики, диаграми, чертежи на изчислените конструкции. Първите графики на машината са получени в режим на символичен печат. Тогава се появяват специални устройства - графични плотери (плотери) за рисуване на чертежи и графики с мастилена писалка върху хартия. Съвременната научна компютърна графика дава възможност за провеждане на изчислителни експерименти с визуално представяне на техните резултати.

бизнес графика- област на компютърна графика, предназначена да визуализира различни показатели за работата на институциите. Планирани показатели, отчетна документация, статистически отчети - за тях се създават илюстративни материали с помощта на компютърна графика. Софтуерът за бизнес графика е включен в електронните таблици.

Илюстративна графика- рисуване, чертане, моделиране на компютърен екран. Илюстративните графични пакети са за приложен софтуер с общо предназначение. Илюстративните графични софтуерни инструменти се наричат графични редактори.

Художествена и рекламна графикапопулярен до голяма степен благодарение на развитието на фотографията, рекламата и телевизията. Създаден с помощта на компютър печатни материали, различни видове рекламни продукти, анимационни филми, компютърни игри, интерактивни и видео уроци, слайд и видео презентации. В допълнение към графичните редактори за тези цели се използват графични пакети, изискващи големи компютърни ресурси по отношение на скорост и памет. Отличителна чертаот тези графични пакети е възможността за създаване на реалистични изображения и движещи се картини. Получаването на чертежи на триизмерни обекти, техните завъртания, приближения, премахвания, деформации са свързани с голямо количество изчисления. Прехвърлянето на осветеността на обект в зависимост от позицията на източника на светлина, местоположението на сенките, текстурата на повърхността изисква изчисления, които отчитат законите на оптиката.

компютърна анимация - Създаване на движещи се изображения. Художникът създава на екрана рисунки на началните и крайните позиции на движещи се обекти, всички междинни състояния се изчисляват и изобразяват от компютъра, като извършва изчисления въз основа на математическото описание на този тип движение. Получените рисунки, извеждани последователно на екрана с определена честота, създават илюзията за движение.

Мултимедия- Комбиниране на висококачествено изображение на екрана на компютъра със звук. Мултимедийните системи са най-широко използвани в образованието, рекламата и развлеченията.

Научна работа.Компютърната графика също е една от областите на научната дейност. В областта на компютърната графика се защитават дисертации, провеждат се различни конференции. Във Факултета по изчислителна математика и кибернетика (VMiK) на Московския държавен университет. М. В. Ломоносов управлява лаборатория по компютърна графика.

Видове компютърна графика

Компютърната графика може да бъде разделена на категории според начините за настройка на изображенията. Трите основни категории са растерни, векторни и 3D графики.

2D графика (2D- от английски. две размери – две измерения) е изображение върху равнина, която има дължина и ширина. Двумерната компютърна графика се класифицира според вида на представяне на графичната информация и алгоритмите за обработка на изображения, които следват от нея. Обикновено компютърната графика се разделя на вектор и растер, въпреки че и те се разделят фрактал тип представяне на изображението.

В растерната графика всяко изображение се разглежда като колекция от точки с различни цветове. Във векторната графика изображението е колекция от прости елементи: прави линии, дъги, окръжности, елипси, правоъгълници, запълвания и т.н., които се наричат графични примитиви.

Примитивен(графичен примитив) - най-простата геометрична фигура.
Векторен редакторе програма за създаване и редактиране на векторни изображения.
Фрактал (от латински fractus - състоящ се от фрагменти) - структура, образувана от неправилни отделни елементи, които са подобни на цялото. Такъв обект може да бъде описан само с няколко математически уравнения.

Текстът на творбата е поставен без изображения и формули.
Пълната версия на работата е налична в раздела „Данни файлове“ в PDF формат

ВЪВЕДЕНИЕ

Днес е трудно да си представим свят без компютърна графика. Всъщност във всяка област на обществото компютърната графика намира своето приложение. Архитектите използват графики при проектирането на сгради, аниматорите - при създаването на нови анимационни филми. Графиката се използва в печатни издания: книги, списания или вестници. С цел привличане на вниманието на читателите се създават цветни корици на книги и списания, както и илюстрации, които помагат на читателя да си представи пълноценно съдържанието на прочетената информация. Графиката се използва и за документи. Това са всякакви лога на фирми, предприятия и организации. Компютърната графика се използва много широко за създаване на реклама, без която вече е трудно да си представим живота си. Това е реклама по телевизията, създадена под формата на анимация, реклама във вестник. И колкото по-ярка е рекламата, толкова по-вероятно е тя да привлече вниманието.

Тази тема „Видове компютърна графика“ беше избрана, защото растерната и векторната графика се изучават в училищния курс по информатика и се интересувах от изучаване на триизмерна и 3D графика. Популярността на този вид графики у нас и по света продължава да расте. Това означава, че избраната от нас тема е актуална.

уместност:

Компютърната графика играе съществена роля както в науката, така и в ежедневието на всеки човек. Познанията по компютърна графика се разширяват. Науката разкрива нови видове и методи за създаване на компютърни изображения, които удивляват със своята сложност, красота и богатство на цветове.

обект изследванията са компютърна графика.

Предмет изследвания са видовете и свойствата на компютърната графика, начините за нейното приложение в живота.

Изследователска хипотеза: Предполагаме, че благодарение на познанията по компютърни науки ще можем сами да създаваме триизмерни изображения.

проблем: Как се създават триизмерни изображения с помощта на компютърна графика.

Въз основа на изложеното по-горе си поставяме следното изследователски цели: разберете как компютърната графика е свързана с живота ни; в какви сфери на дейност на човешкото общество се прилага и как се отразява на самия човек.

За да постигнем целите си, ние предложихме следното задачи:

разгледа характеристиките и разновидностите на компютърната графика;

разгледайте цветовите модели и графичните формати на компютърната графика;

- създайте свои собствени графики;
  
  проведете проучване и сравнете възприемането на компютърната графика от възрастни и деца.
  
  направи изводи:

Какво е компютърна графика и къде се използва;

Как компютърната графика влияе на човек.

Предложена новост:

Тази тема не се изучава напълно в училищата в уроците по информатика.

Изследователски методи:

анализ на информационни източници на тема: „Видове компютърна графика“;

изучаване на литература по темата;

сравнение на съществени характеристики на различни видове графични изображения;

създаване на графични изображения с помощта на компютърна програма;

обобщаване на получената информация; идентифициране на основните насоки на приложение на компютърната графика в живота на човешкото общество;

анкетна анкета;

анализ, сравнение, обобщение;

създаване на презентация по дадена тема изследователска работаи видео на произведения, направени в Ultra Fractal 5.03.

Практическо значение работата се определя от създаването на практически материали по темата на изследването, използването на материали и резултати от изследователска работа за разширяване на знанията на учениците в областта на компютърната графика в уроците по информатика и избираемите дисциплини.

Научно значение на тази работа се крие във факта, че компютърната графика, която се появи, използвайки знанията на двете науки на математиката и компютърните науки, и се развива, благодарение на новите научни открития, все повече променя живота на човечеството. Изучаването на компютърна графика е интересно и полезно за учене, развитие и отдих.

Основните теоретични заключения на работата се основават на трудовете на A.E. Бубнова, А.А. Залогова, А.А. Кричалова, С.В. Симонович, П.Г. Стоянов и др.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАЗНООБРАЗИ НА КОМПЮТЪРНИ ГРАФИКИ

1.1. Характеристики на компютърната графика

Компютърна графика -област на компютърните науки, която изучава методите и свойствата на обработка на изображения с помощта на софтуер и хардуер.

Под видовете компютърна графика се има предвид начин за съхраняване на изображение в равнината на монитора. Компютърната графика вече е напълно оформена като наука. Има хардуер и софтуерза получаване на разнообразни изображения - от прости рисунки до реалистични изображения на природни обекти. Компютърната графика се използва в почти всички сфери на нашия живот.

Компютърната графика е широко понятие, което означава:

Различни видове графични обекти, създадени или обработени с помощта на компютър;

Област на дейност, в която компютрите се използват като инструменти за създаване и обработка на графични обекти.

Едно от популярните приложения на персоналния компютър е компютърната графика. Във всяка организация има нужда от реклами, листовки, брошури и т.н. Във връзка с появата и развитието на Интернет се появи широка възможност за използване на графичен софтуер. Нарастването на популярността на графичния софтуер беше улеснено от развитието на World Wide Web („World Wide Web“). Има три вида компютърна графика: растерна, векторна, триизмерна. Те се различават по принципите на формиране на изображението, когато се показват на екран на монитора или когато се отпечатват на хартия.

Растерната графика се използва при разработването на електронни (мултимедийни) и печатни издания. Илюстрациите, направени с помощта на растерна графика, се създават с помощта на компютърни програми. За целта се сканират илюстрации, изготвени от художника на хартия или фотографии. AT последните временаЦифровите фото и видео камери се използват широко за въвеждане на растерни изображения в компютър. Софтуерът за векторна графика, от друга страна, е предназначен за създаване на илюстрации и в по-малка степен за обработката им. Такива инструменти се използват широко в рекламни агенции, дизайнерски бюра, редакции и издателства. Дизайнерските работи, базирани на използването на шрифтове и прости геометрични елементи, се решават с помощта на векторна графика. Софтуерните инструменти за работа с триизмерни графики са предназначени за автоматично генериране на изображения чрез математически изчисления. Създаването на фрактална художествена композиция не се състои в рисуване или дизайн, а в програмиране. Фракталната графика се използва по-често в развлекателните програми.

При работа с цвят в компютърната графика се използват следните понятия: дълбочина на цвета (нарича се още цветова разделителна способност) и цветен модел. За кодиране на цвета на пиксел на изображението може да се разпредели различен брой битове. Това определя колко цвята на екрана могат да се показват едновременно. Колкото по-дълъг е цветният двоичен код, толкова повече цветове могат да се използват в чертежа. Дълбочината на цвета е броят на битовете, използвани за кодиране на цвета на един пиксел. За да кодирате двуцветно (черно-бяло) изображение, достатъчно е да разпределите един бит за цветно представяне на всеки пиксел. Разпределението на един байт ви позволява да кодирате 256 различни цветови нюанса. Два байта (16 бита) ви позволяват да дефинирате 65536 различни цвята. Този режим се нарича High Color. Ако се използват три байта (24 бита) за кодиране на цветовете, 16,5 милиона цвята могат да бъдат показани едновременно. Този режим се нарича True Color. Размерът на файла, в който е запазено изображението, зависи от дълбочината на цвета.

Цветовете в природата рядко са прости. Повечето цветови нюанси се образуват чрез смесване на основни цветове. Методът за разделяне на цветовия нюанс на съставните му компоненти се нарича цветен модел. Има много различни видове цветни модели, но три често се използват в компютърната графика. Тези модели са известни под имената: RGB, CMYK, HSB.

1.2. Разновидности на компютърна графика

В зависимост от метода на създаване на графично изображение се различават растерни, векторни, фрактални графики и триизмерни (3D) графики.

AT растерна графика изображението се формира под формата на растер - набор от точки (пиксели), които образуват редове и колони. Всеки пиксел може да приеме всеки цвят от палитрата. Когато растерното изображение се съхранява в паметта на компютъра, се съхранява информация за цвета на всеки пиксел, включен в него. Качеството на растерното изображение се увеличава с увеличаване на броя на пикселите в изображението. В същото време обемът на информацията на цялото изображение също се увеличава. Големият обем информация е един от основните недостатъци на растерните изображения. Следващият недостатък на растерните изображения възниква, когато те се мащабират. Така че, когато растерното изображение се намали, няколко съседни пиксела се преобразуват в един, което води до загуба на острота на малките детайли на изображението. Когато изображението се увеличи, към него се добавят нови пиксели, докато съседните пиксели придобиват същия цвят и се получава стъпаловиден ефект.

AT векторна графика основният елемент на изображението е линията, няма значение дали е права линия или крива. Във векторната графика обемът на паметта на линията е независим от размера на реда, тъй като линията е представена като формула. Каквото и да се прави с тази линия, само нейните параметри, съхранени в клетките на паметта, се променят. Броят на клетките остава същият за всяка линия. Линията е елементарен векторен графичен обект. Всичко във векторна илюстрация е съставено от линии. Най-простите обекти се комбинират в по-сложни, например четириъгълен обект може да се разглежда като четири свързани линии, а за представяне на кръг с помощта на векторна графика са необходими само координатите на една централна точка и радиус. Информационният обем на векторните изображения е много по-малък от растерните изображения. Друго предимство на векторните изображения е възможността за тяхното мащабиране без загуба на качество. Но не всичко е толкова добре. Векторната графика има основния си недостатък. Векторните изображения не са толкова наситени на цвят, колкото растерните изображения.

фрактална графика , подобно на вектора, се основава на математически изчисления. Основният елемент на фракталната графика обаче е самата математическа формула, тоест не геометрични фигурине се съхраняват в паметта на компютъра, както при векторната графика и изображението се изгражда изключително според уравненията. По този начин се изграждат както най-простите правилни структури, така и сложни илюстрации, имитиращи природни пейзажи и триизмерни обекти. Фракталът е математическа фигура, която има свойствата на самоподобие. Тоест, фракталът е съставен от някои части, всяка от които е подобна на цялата фигура. Просто казано, един обект се копира няколко пъти, което води до чертеж. Изображението е изградено според уравнението, така че не е необходимо да съхранявате нищо друго освен формулата. Като промените коефициентите в уравнението, можете да получите съвсем различна картина. Софтуерните инструменти за работа с фрактални графики са предназначени за автоматично генериране на изображения чрез математически изчисления. Създаването на фрактална художествена композиция не е свързано с рисуване или дизайн, а с програмиране. Фракталната графика се използва по-често в развлекателните програми.

Триизмерна графика (3D). Триизмерната графика оперира с обекти в триизмерно пространство. Обикновено резултатите са плоска картина, проекция. Триизмерната компютърна графика се използва широко във филмите и компютърните игри.

В 3D компютърната графика всички обекти обикновено се представят като колекция от повърхности или частици. Най-малката повърхност се нарича многоъгълник. Триъгълниците обикновено се избират като многоъгълник. Всички визуални трансформации в 3D графиката се контролират от матрици. В компютърната графика се използват три типа матрици: ротационна матрица; матрица на изместване; мащабираща матрица. Всеки многоъгълник може да бъде представен като набор от координати на неговите върхове. И така, триъгълникът ще има 3 върха. Координатите на всеки връх са вектор (x, y, z). Умножавайки вектор по съответната матрица, получаваме нов вектор. След като направим такава трансформация с всички върхове на многоъгълника, получаваме нов многоъгълник и като трансформираме всички многоъгълници, получаваме нов обект, завъртян (изместен) и мащабиран спрямо оригиналния.

Сравнителен анализ на различни видове компютърна графика е представен в Приложение 1.

1.3. Цветни модели

цветен модел RGB. Всеки цвят се счита за съставен от три основни компонента: червено (червено), зелено (зелено) и синьо (синьо). Тези цветове се наричат основни. Също така се смята, че когато един компонент се наслагва върху друг, яркостта на цялостния цвят се увеличава. Комбинацията от трите компонента дава неутрален цвят (сив), който има тенденция към бяло при висока яркост. Методът за получаване на нов нюанс чрез сумиране на яркостта на съставните компоненти се нарича адитивен метод. Лесно е да се досетите, че колкото по-ниска е яркостта, толкова по-тъмен е сянката. Следователно в адитивния модел централната точка, която има нулеви стойности на компонентите (0,0,0), е черна (отсъствието на сияние на екрана на монитора). Белият цвят съответства на максималните стойности на компонентите (255, 255, 255). Моделът RGB е адитивен, а неговите компоненти: червено (255.0.0), зелено (0.255.0) и синьо (0.0.255) се наричат основни цветове.

цветен модел CMYK. Този модел се използва за подготовка не на екран, а на печатни изображения. Те се различават по това, че се виждат не в пропусната, а в отразена светлина. Колкото повече мастило е поставено върху хартията, толкова повече светлина поглъща и толкова по-малко отразява. Комбинацията от трите основни цвята поглъща почти цялата падаща светлина, а отстрани изображението изглежда почти черно. За разлика от модела RGB, увеличаването на количеството боя не води до увеличаване на визуалната яркост, а напротив, до нейното намаляване.

Следователно за изготвянето на печатни изображения не се използва адитивен (сумиращ) модел, а субтрактивен (субтрактивен). Цветовите компоненти на този модел не са основни цветове, а тези, които се получават чрез изваждане на основните цветове от бялото: циан (циан) \u003d Бяло - червено \u003d зелено + синьо (0,255,255); лилаво (люляк) (Magenta) \u003d Бяло - зелено \u003d червено + синьо (255.0.255); жълто (жълто) \u003d Бяло - синьо \u003d червено + зелено (255.255.0). Тези три цвята се наричат допълващи, защото допълват основните цветове към бялото. Значителна трудност при печата е черният цвят. Теоретично може да се получи чрез комбиниране на три основни или вторични цвята, но на практика резултатът е лош. Следователно към цветния модел CMYK е добавен четвърти компонент, черен. Тази система му е задължена от буквата К в името (черно).

цветен модел HSB. Някои графични редактори ви позволяват да работите с цветния модел HSB. Ако моделът RGB е най-удобният за компютър, а моделът CMYK е за печатници, тогава моделът HSB е най-удобният за човек. Той е прост и интуитивен. Моделът HSB също има три компонента: цветен нюанс (Hue), наситеност на цвета (Saturation) и яркост на цвета (Brightness). Чрез регулиране на тези три компонента можете да получите точно толкова произволни цветове, колкото и при други модели. Оттенъкът на цвят показва номера на цвят в спектралната палитра. Наситеността на един цвят характеризира неговата интензивност - колкото е по-висока, толкова "по-чист" е цветът. Яркостта на цвета зависи от добавянето на черно към даденото – колкото повече е, толкова по-малка е яркостта на цвета. Основните характеристики на различните цветови модели са представени в Приложение 2.

1.4. Графични формати

Форматът на графичния файл е начин за представяне на графични данни на външен носител. Изборът на един или друг формат за запазване на изображение зависи от целите и задачите на работата с изображението. Ако имате нужда от фотографска точност при пресъздаване на цветове, тогава се предпочита един от растерните формати. Препоръчително е да съхранявате лога, схеми, елементи на дизайна във векторни формати. Форматът на файла влияе върху размера на паметта, която файлът заема. Графичните редактори позволяват на потребителя да избере формата за запазване на изображението. Ако ще работите с графично изображение само в един редактор, препоръчително е да изберете формата, който редакторът предлага по подразбиране. Ако данните ще се обработват от други програми, трябва да използвате един от универсалните формати. Има универсални графични файлови формати, които поддържат едновременно векторни и растерни изображения.

Форматиране PDF (англ. Portable Document Format - преносим формат на документ). В този формат могат да се записват както векторни, така и растерни изображения, текст с голям брой шрифтове, хипертекстови връзки и дори настройки на принтера. Размерите на файловете са доста малки.

EPS (Капсулиран PostScript). EPS ви позволява да съхранявате информация както за растерни, така и за векторни графики. EPS за прехвърляне на вектори и растери към системи за публикуване, създадени от почти всички програми, които работят с графики. EPS поддържа всички цветни модели, необходими за печат. EPS има много разновидности, в зависимост от програмата на създателя. Форматът EPS се поддържа от програми за различни операционни системи.

BMP (Windows Device Independent Bitmap). Използва се за съхраняване на растерни изображения, предназначени за използване в Windows. Графичните файлове в този формат имат голямо количество информация, т.к. в тях са разпределени 24 бита за съхранение на информация за цвета на всеки пиксел.

gif (Формат за обмен на графики CompuServe). Снимките, запазени във формат GIF, могат да използват само 256 различни цвята. GIF използва LZW компресия, което ви позволява да компресирате файлове доста добре. Това е особено важно за графики, използвани в World Wide Web.

JPEG (Съвместна експертна група по фотография). Строго погледнато, JPEG не се нарича формат, а алгоритъм за компресия, базиран не на намиране на идентични елементи, а на разликата между пикселите. Колкото по-високо е нивото на компресия, толкова повече данни се изхвърлят, толкова по-ниско е качеството.

TIFF (Целеви формат на файла с изображение). Хардуерно независимият TIFF формат, един от най-разпространените и надеждни днес, се поддържа от почти всички програми, по един или друг начин, свързани с графиката. Има достъп до цялата гама от цветови модели от монохромен до RGB, CMYK.Във формат TIFF е възможно да се записват с помощта на няколко вида компресия: JPEG, ZIP, LZW.

CDR - формат на популярния векторен редактор CorelDraw. Пакетът придоби своята популярност и разпространение поради очевидната си лекота на използване и интерактивни специални ефекти (лещи, прозрачни фолиа, нестандартни градиенти и др.). CCX е векторен графичен формат от Corel. В допълнение към CorelDraw нищо не се поддържа. Не е подходящ за печат и интернет.

И така, като разгледахме най-често срещаните графични формати, използвани за създаване на изображения, снимки и т.н. систематизирахме знанията, според този материал съставихме Приложение 3.

1.5. Области на приложение на компютърната графика

Научна графика. Тази посока се появи първа. Първите компютри са били използвани само за решаване на научни и промишлени проблеми. За по-добро разбиране на получените резултати те бяха обработени графично, построени графики, диаграми, чертежи на изчислени конструкции. Съвременната научна компютърна графика дава възможност за провеждане на изчислителни експерименти с визуално представяне на техните резултати.

бизнес графика - област на компютърна графика, предназначена да представя визуално различни показатели за работата на институциите. Планирани показатели, отчетна документация, статистически отчети - това са обектите, за които се създават илюстративни материали с помощта на бизнес графики. Софтуерът за бизнес графика е включен в електронните таблици.

Дизайн на графики използвани в работата на инженери-проектанти, архитекти, изобретатели на нови технологии. Този тип компютърна графика е незаменим елемент от CAD (системи за автоматизация на проектиране). С помощта на дизайнерска графика е възможно да се получат както плоски изображения (проекции, разрези), така и пространствени триизмерни изображения. CAD програмите (или CAD - компютърно проектиране) са векторни софтуерни инструменти, които се използват широко в различни области на човешката дейност. Едно от основните приложения е използването им в различни области на дейностите по инженерно проектиране – от проектирането на микросхеми до създаването на самолети. Друга важна област на приложение за CAD е архитектурата. CAD се използва и в медицината. Например автоматизираното проектиране на импланти, особено за кости и стави, минимизира необходимостта от промени по време на операцията, което намалява времето, прекарано на операционната маса.

Илюстративна графика - това е произволно рисуване и рисуване на компютърен екран. Софтуерните инструменти, които позволяват на човек да използва компютър за произволно рисуване, рисуване, точно както прави на хартия с моливи, четки, бои, пергели, линийки и други инструменти, принадлежат към илюстративната графика.

Художествена и рекламна графика - стана популярен до голяма степен благодарение на телевизията. С помощта на компютър се създават реклами, анимационни филми, компютърни игри. Отличителна черта на тези графични пакети е възможността за създаване на реалистични изображения и "движещи се картини".

Компютърна анимация. В близкото минало аниматорите създаваха своите филми на ръка. За да предадат движението, те трябваше да направят хиляди рисунки, различаващи се един от друг в малки промени. След това тези рисунки бяха заснети на филм. Системата за компютърна анимация поема значителна част от рутинната работа. Например художник може да създава рисунки на екрана само на началното и крайното състояние на движещ се обект, докато всички междинни състояния ще бъдат изчислени и показани от компютър. Получените рисунки, извеждани последователно на екрана с определена честота, създават илюзията за движение. Мултимедия е комбинация от висококачествено изображение на екрана на компютъра със звук.

ГЛАВА 2. ИЗСЛЕДВАНЕ НА ТЕМА: КОМПЮТЪРНА ГРАФИКА

Как човек опознава и използва компютърната графика в живота си?

Успях да отговоря на този въпрос чрез изследователската част от работата си. Изследва света на компютърната графика по време на анкетата на ученици и учители. Направен анализ на резултатите.

2.1 Анкета на учениците на тема: "Компютърна графика"

По време на анкетата зададохме следните въпроси:

Въпрос 1. Използвате ли често компютърна графика?

Сравнявайки резултатите, получени от деца и възрастни, стигнах до заключения. Оказа се, че децата на 100% от всички респонденти чуват и използват компютърна графика, а възрастните по-рядко при нужда.

маса 1

Резултати от анкетата
	деца	възрастни	Обща сума
Участва в анкетата
Често се използва
Колкото е необходимо
Рядко

Въпрос 2. Кои са най-честите употреби на компютърната графика в живота ви?

Може да се заключи, че повечето от анкетираните деца използват по-малко научна и бизнес компютърна графика само в училище в класната стая. Възрастните изобщо не са се сблъсквали с дизайнерска графика в живота си.

таблица 2

Резултати от анкетата
	деца	възрастни	Обща сума
Участва в анкетата
Научна и бизнес графика
графични изкуства
Дизайн на графики
Илюстративна графика
компютърна анимация
3D графика
не знам

Въпрос 3. Как използването на 3D графики влияе на здравето?

По принцип всички са съгласни, че 3D графиката засяга здравето. Но децата са по-склонни да вярват, че 3D графиката не причинява значителна вреда на здравето и повечето от тях не могат да отговорят на този въпрос, докато възрастните са по-склонни да мислят, че това влошава здравето.

Таблица 4

Въпрос 4. За какви цели използвате компютърна графика?

Таблица 5

	деца
Участва в анкетата
цифрова фотография
интернет
Компютърни игри
Системи за компютърно проектиране
специални ефекти

заключение: 49% от анкетираните деца използват компютърна графика по време на компютърни игри и при работа в интернет 29%, специални ефекти, дигитална кинематография 9%, цифрова фотография и цифрова обработка на изображения 4%; Системи за компютърно проектиране 9%.

Компютърната графика вече се превърна в основно средство за комуникация между човек и компютър, като непрекъснато разширява обхвата на своето приложение, т.к. в графична форма, резултатите стават по-визуални и разбираеми. В хода на изследователската работа разбрах, че някои ученици от нашето училище имат свои собствени сайтове в Интернет и познанията за работа с графични редактори им позволяват да проектират сайта.

Въпрос 5. Какви видове графики можете да създадете сами?

Таблица 3

Резултати от анкетата
	деца	възрастни	Обща сума
Участва в анкетата
Растерна графика
Векторни графики
фрактал
3D графика
Не може да се изгради графика

2.2 Анализ на училищните учебници

Съвременното информационно общество поставя задачата за овладяване на компютърните технологии пред образованието на ниво, при което изучаването на компютърни науки в общообразователна институция не може да бъде ограничено само до средно и средно училище. В средните класове детето вече трябва да разбира компютърния интерфейс, да може да работи с графичен редактор, да разбира разликата между векторна и растерна графика и да има и двата вида редактор в арсенала си. Затова следващата стъпка беше анализът на училищните учебници. Ето изчерпателен набор от програми за работа с компютърна графика по време на учебния курс: MS Paint, MS Word, MS Excel, MS Power Point, MS Front Page, Corel Draw, Adobe Photoshop. Наличието на редактора MS Paint, неговият прост интерфейс с доста добри характеристики позволяват на детето да овладее интерфейса от първите уроци, да развие техниката на работа с клавиатурата и мишката. И всички онези въпроси, които детето трябва да разбере в първите стъпки, се дават по най-достъпния начин с помощта на компютърния графичен редактор Paint. Инструментариумът на MS Word е малко по-различен, но решаването на вече познат профил на задачи за моделиране, но технически с различен подход, прави овладяването на текстов редактор и по-нататъшната работа с текст по-достъпни. Натрупаните знания и натрупаният практически опит позволяват на децата да се развиват поздравителни картички, книжки и др. върши работа. По-нататъшната работа с компютърна графика е разширена в редактора Corel Draw и редактора Adobe Photoshop.Това се случва в 8-9 клас. Анимация и 3D моделиране като част от запознанства. А Corel и Photoshop са в обхвата на предметите, които трябва да се изучават в училищния курс. НТМL-технологии на ниво първи самостоятелни стъпки. Практическата работа по създаването на фрактални, триизмерни графики в училищния курс по информатика не се извършва. Затова реших самостоятелно да проуча програмата Ultra Fractal 5.03 и да създам фрактални графични рисунки, които са представени в прикаченото видео.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работата си той разкрива проблема с използването на компютърна графика в различни области на знанието. Той даде концепциите за компютърна графика, най-често срещаните и удобни графични редактори. Разкрити всички области на приложение на компютърната графика.

По време на проучването научих, че: 49% от анкетираните деца използват компютърна графика по време на компютърни игри и при работа в интернет 29% Специални ефекти, дигитална кинематография 9% Дигитална фотография и цифрови изображения 4%; Системи за компютърно проектиране 9%.

Анализ на резултатите показа, че децата имат повече познания за различните видове компютърна графика, а възрастните използват по-често векторна графика. Може да се заключи, че повечето от анкетираните смятат компютърната графика за важно явление в света около нас, но децата имат повече познания за това понятие, тъй като имат повече практически опит в тази сфера на дейност.

Компютърната графика вече се превърна в основно средство за комуникация между човек и компютър, като непрекъснато разширява обхвата на своето приложение, т.к. в графична форма, резултатите стават по-визуални и разбираеми. По време на изследователската работа установих, че някои ученици от нашето училище имат свои собствени сайтове в Интернет и именно познанията за работа с графични редактори им позволяват да проектират сайта.

В училище изучаваме векторна или растерна графика, но практическа работавърху създаването на фрактални, триизмерни графики в училищния курс по информатика не се извършват. Затова реших самостоятелно да проуча програмата Ultra Fractal 5.03 и създадох фрактални графични чертежи, които са представени в прикаченото видео.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНИ ИЗТОЧНИЦИ И ЛИТЕРАТУРА:

Бубнов A.E. Компютърен дизайн. Основи, Мн: Знания, 2008.

Бем Н.А. Съвременен компютър, - М., 1986.

Zalogova L.A. Компютърна графика, M.Binom Knowledge Lab 2005.

Информатика Уч надбавка Част 2 У-Уде, 1997.- 59с. / Габеева Д.А., Дамбаева Г-Х.Б.

Симонович С.В. Обща информатика: Учебник М., 2002.- 591с.

Симонович С.В. Специална информатика Уч надбавка М., 2001.- 479с.

Стоянов П.Г. Работа с цвят и графика, Минск: BSUIR, 2009.

Стефанюк В.Л. „Компютърът придобива интелигентност“, M.1990.

Приложение 1.

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Видео приложение 5.

Фрактални компютърни рисунки, направени в Ultra Fractal 5.03

А. Модерен компютър, - М., 1986.

2.L.A. Залогова Компютърна графика, лаборатория за знания М.Бином

3. Стефанюк В.Л. "Компютърът придобива интелигентност", М. 19904. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ Москва Бином. Лаборатория на знания 011.

5. Ястребцева Е.Н. Intel "Учим за бъдещето", Москва 2007 г

6.http://www.monitoring.ruПубликувано на Allbest.ru

Определение и основни видове компютърна графика

Компютърната графика е клон на компютърните науки, който изучава средствата и методите за създаване, обработка и предаване на графична цифрова информация.

Има 3 основни типа CG:

1) Raster - вид CG, в който се изучава работата на растер (правоъгълна матрица от идентични елементи, която образува изображение)

2) Вектор - вид CG, който изучава изображения, създадени на базата на елементарни геометрични обекти, като: точки, линии, сплайни и многоъгълници.

3) Фрактал - раздел от CG, в който се изучават изображения, изградени на базата на фрактали (самоповтарящ се модел)

Основните области на приложение на компютърната графика

1) Графични интерфейси

2) Визуализация на данни

3) Компютърни игри

4) Системи за компютърно проектиране

5) Изкуство – дизайн, кино

фрактална графика

Фрактална графика - раздел от CG, който изучава изображения, изградени на базата на фрактали (самоповтарящ се модел)

2D и 3D компютърна графика

Двуизмерната (2D - от английските two dimensions - "две измерения") компютърната графика се класифицира според вида на представяне на графичната информация, и алгоритмите за обработка на изображения, които следват от нея. Обикновено компютърната графика се разделя на векторна и растерна, въпреки че фракталният тип представяне на изображението също е изолиран.

Триизмерната графика (3D - от английски three dimensions - "три измерения") оперира с обекти в триизмерно пространство. Обикновено резултатите са плоска картина, проекция. Триизмерната компютърна графика се използва широко във филмите и компютърните игри.

Триизмерните графики са полигонални и вокселни. Вокселна графика, подобна на растерна. Обектът се състои от набор от триизмерни форми, най-често кубчета. И в полигоналната компютърна графика всички обекти обикновено се представят като набор от повърхности, минималната повърхност се нарича многоъгълник. Триъгълниците обикновено се избират като многоъгълник.

5. Допълнителни видове компютърна графика (пиксела, ASCII, псевдографика)

Пикселна графика(от англ. pixel - съкратено от елемент на пиксел) - форма на цифрово изображение, създадено на компютър с помощта на растерен графичен редактор, където изображението се редактира на ниво пиксел (точка), а разделителната способност на изображението е толкова малка, че отделните пиксели са ясно видими. По-стари (или по-малко от напълно функционални) компютри, игри Game Boy, по-стари игри за конзола и много игри за мобилни телефони използват предимно пикселно изкуство, тъй като това е единственият начин да направите малко изображение да изглежда ясно на малките резолюции на екрана, които са типични за тези устройства..

ASCII графика (от англ. ASCII artwork) - форма визуални изкуства, който използва ASCII символи на моноширинен екран на компютърен терминал (терминален сървър) или принтер за представяне на изображения. При създаването на такова изображение се използва палитра, състояща се от азбучни, цифрови и пунктуационни знаци измежду 95-те знака на ASCII таблицата. Поради високата вероятност от разлики в представянето в системи с национални версии на таблицата, останалите 160 знака обикновено не се използват.Двуизмерна и триизмерна компютърна графика

6. Дефиниция и основни понятия за растерна графика

Растерни елементи:

1) Пиксел (елемент на картината) се използва за показване на 2D растерни графики на екрана. По правило пикселът има формата на многоъгълник, тъй като е по-лесно да се постави изходен елемент в такава форма.

2) Ако растерът се извежда на принтер, тогава се използва терминът точка (точка).

3) В 3D графиката се използва терминът воксел – обемен пиксел.

Растерна разделителна способност...

Дълбочина на цвета - цветовата гама, която се използва за запълване на растера.

Обемът на растера е продукт на разделителната способност и дълбочината на цвета.

Разделителна способност на растерното изображение

Разделителната способност на растера е броят на растерните елементи в самия растер.

Измервания на разделителна способност:

1) Приетото измерване е разделителната способност на екрана, показана на монитора (320x240px)

2) Плътност на пикселите - ppi - пиксел на инч

3) Реален брой пиксели Mpx, Gxp

4) Плътност на печатните точки - DPI - точки на инч

Резолюция на цифрово видео, сканиране и съотношение на страните

Цифровото видео е вид растерна графика, която използва растерно изображение, състоящо се от няколко кадъра. Основната характеристика на цифровото видео е разделителната способност. DVD - 576i, 480i; PAL-720x576; NTSC - 720x480. "i" показва, че извеждането на редове по време на възпроизвеждане става чрез един. Всеки кадър съдържа четни или нечетни линии. Това се нарича сканиране с преплетени кадри. "p" - прогресивно сканиране на кадри, с него се извежда всеки ред в кадъра.

Представяне на цветовете в компютърна графика, цветен модел

Цветният модел е математически модел за описание на представянето на цветовете. всичко възможни стойностиЦветовете, посочени от модела, определят цветовото пространство. Цветният модел обикновено се използва за съхраняване и обработка на цветове в дискретна форма, когато е представен в изчислителни устройства, по-специално компютри. Цветовият модел определя съответствието между възприеманите от човека цветове, съхранявани в паметта, и цветовете, генерирани на изходните устройства (може би при дадени условия).

Добавящи и изваждащи цветови модели

Добавяне на смесване на цветове- метод за синтез на цветове, базиран на добавяне добавки с цветове, тоест цветовете на директно излъчващи обекти.

Чрез смесване на трите основни цвята – червен, зелен и син – в определено съотношение, повечето от цветовете, възприемани от хората, могат да бъдат възпроизведени.

Един пример за използването на адитивен синтез е компютърен монитор, чието цветно изображение се основава на цветовото пространство RGB и се състои от червени, зелени и сини точки.

За разлика от адитивното смесване на цветовете, има схеми за субтрактивен синтез. В този случай цветът се образува чрез изваждане от светлината, отразена от хартията (или преминаване през прозрачната среда) определени цветове. Най-разпространеният модел на субтрактивен синтез е CMYK, който се използва широко в печата.

Цветен модел RGB

Цветният модел съответства на физическия модел на човешкото възприятие на цвета (червено, зелено и синьо).

Човешкото око е най-чувствително към зелено, след това червено и накрая синьо.

За записване на цвят, като правило, се използва стойност до 8 бита в десетична или шестнадесетична форма.

Числово представяне на RGB

Цветният модел RGB се използва за кодиране и синтезиране на цветове, които се предават чрез излъчване на светлина.

(0,0,0) #000000 - черно

(255 255 255) #FFFFFF - бяло

В RGB за всеки от цветовете се разпределят 2 бита (8 бита / RGB = 2 бита), докато цветовете се разделят в съотношението червено: зелено: синьо = 3: 3: 2

В SVGA - Super-VGA, 8 бита се разпределят за всеки цвят, тъй като 24 бита са разпределени за цветния модел.

8 бита = 256 цвята

24 бита = 16 777 216 цвята = Истински цвят

16 бита = 65 536 цвята = Висок цвят

Средно човек възприема от 7 до 8 милиона нюанса.

RGBA е четириканален цветен модел, в който четвъртият канал е каналът a и се използва за дефиниране на прозрачността.

Цифрова видео компресия

За да влезете в компютър и да запишете видео от аналогов източник - телевизор, видеорекордер, аналогова камера - сигналът трябва да бъде преобразуван в цифров вид - дигитализиран. Тази операция се извършва с помощта на електронно устройство, наречено аналогово-цифров преобразувател (ADC).

Ако видеото се въведе в компютъра от цифров фотоапарат, тогава тази операция се нарича заснемане. Въпреки това, дигитализирането на аналогови записи също често се нарича "заснемане". В процеса на заснемане цифров сигналможе да се преобразува в друг формат.

Една секунда "заснето" видео без звук заема над 30 MB дисково пространство. Това означава, че двучасов филм ще заеме над 100 GB, докато 4,7 GB DVD ще побере само 156 секунди видео. Освен това, за да се пусне такъв филм, е необходимо да се осигури скорост на предаване на данни над 200 Mbps, което е много трудна задача за съвременното оборудване. Следователно, за да се намали количеството цифрови данни, видео сигналът се компресира (компресира) по време на заснемане, преди да бъде записан на твърдия диск. В този случай компресията се използва основно според MPEG алгоритмите.

MPEG стандартите са разработени от Moving Picture Experts Group (MPEG). MPEG е стандарт за компресиране на аудио и видео във формат, който е по-лесен за съхранение, изтегляне или споделяне, като например през Интернет.
MPEG се състои от три части: Аудио, Видео, Система (комбиниране и синхронизиране на другите две). Има различни стандарти: MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7.
MPEG-1 компресията се използва предимно за VideoCD HXVCD дискове. По-усъвършенстван стандарт е MPEG-2, който осигурява значително най-доброто качество, се превърна не само в норма за европейско цифрово телевизионно излъчване, но също така беше приет като стандарт за компресия за запис на изображения на DVD. Този стандарт се използва и за запис на Super VideoCD, CVD, XSVCD и някои други дискове. MPEG-4 компресията се използва за запис на DivX видео дискове.

Алгоритъм на де Кастельопе

В изчислителната математика алгоритъмът на де Кастелджу, кръстен на своя изобретател Пол де Кастельжу, е рекурсивен метод за определяне на формата на полиномите на Бернщайн или кривите на Безие. Алгоритъмът de Casteljot може също да се използва за разделяне на кривата на Безие на две части чрез произволна стойност на параметъра.

Предимството на алгоритъма е по-високата му изчислителна стабилност в сравнение с директния метод.

Линейни криви

Параметърът t във функцията, описваща линейния случай на кривата на Безие, определя точно къде се намира B(t) на разстоянието от P0 до P1. Например при t = 0,25 стойността на функцията B(t) съответства на една четвърт от разстоянието между точките P0 и P1. Параметърът t се променя от 0 на 1, а B(t) описва отсечката между точките P0 и P1.

Квадратни криви

За да се построят квадратни криви на Безие, е необходимо да се изберат две междинни точки Q0 и Q1 от условието, че параметърът t варира от 0 до 1:

Криви от по-високи степени

За да се построят криви от по-висок порядък, съответно са необходими повече междинни точки. За кубична крива това са междинни точки Q0, Q1 и Q2, които описват линейни криви, както и точки R0 и R1, които описват квадратни криви: по-просто уравнение е p0q0/p0q1=q1p1/p1p2=bq0/q1q0

33. Афинна трансформация и нейното матрично представяне

Афинната трансформация е плоска трансформация, която отвежда всяка линия към права и успоредни прави към успоредни прави.

Трансформацията се нарича едно към едно ако

Различните точки преминават в различни;

По една точка отива за всяка точка.

Например компресия 0 разширяване, завъртане, прехвърляне и т.н.

Матрица 3x3, чиято последна колона е (0 0 1)T, дефинира трансформация на афинна равнина:

Според едно от свойствата, афинната трансформация може да се запише като:

f(x) = x * R + t,

където R е обратима 2x2 матрица и t е произволен вектор.

34. Видове афинни трансформации

Свиване, разтягане, завъртане, превеждане, преместване, накланяне, показване

Извити повърхности

Обикновено кривите повърхности се разбират като многоъгълен модел.

Многоъгълният модел е извита повърхност, изградена с помощта на графични примитиви, обикновено триъгълник или четири квадрата.

Примитивите са геометрични обекти, триизмерни полета, които съставят векторна рисунка:

· Многоъгълник;

тела на революцията.

Уравнение за изобразяване

· е дължината на вълната на светлината.

· - време.

· - количеството излъчване с дадена дължина на вълната, излъчвано по посоката в даден момент, от дадена точка

· - излъчвана светлина.

· - интеграл върху полукълбото на входящите посоки.

· - функция на двупосочно разпределение на отражението, количеството лъчение, отразено от до в точката, в момента, на дължината на вълната

· - дължина на вълната във входящата посока към точката от посоката във времето.

· - поглъщане на входящата радиация под даден ъгъл.

Графичен конвейер

Графичният конвейер (graphic pipeline) е някакъв софтуерен и хардуерен инструмент, който преобразува описанието на обекти в „света“ на приложението в матрица от клетки на видеопамет на растерен дисплей. Неговата задача е да създаде илюзията, която беше обсъдена по-горе.
В глобални координати приложението създава обекти, които се състоят от 3D примитиви. Източниците на светлина са разположени в едно и също пространство, като се определя и гледната точка и посоката на погледа на наблюдателя. Естествено, само част от обектите е видима за наблюдателя: всяко тяло има както видима (с лице към наблюдателя), така и невидима (обратна) страна. Освен това телата могат напълно или частично да се припокриват. Относителното положение на обектите един спрямо друг и тяхната видимост за фиксиран наблюдател се обработват в първия етап на графичния конвейер, наречен трансформация. На този етап се извършва завъртане, транслация и мащабиране на обекти, а след това преобразуването от глобалното пространство в пространството за наблюдение (world-to-viewspace transform), а от него трансформацията в „прозорец“ за наблюдение (viewspace-to- трансформация на прозорец), включително и проекция с перспектива. Заедно с трансформацията от глобално пространство в пространство за наблюдение (преди или след), невидимите повърхности се отстраняват, което значително намалява количеството информация, участваща в по-нататъшната обработка. На следващия етап от тръбопровода (осветление) се определя осветеността (и цветът) на всяка точка от проекцията на обекти, поради установените източници на светлина и свойствата на повърхностите на обектите. И накрая, на етапа на растеризация, във видеопаметта се формира растерно изображение. На този етап върху изображенията на повърхността се нанасят текстури и се интерполира интензитетът на цвета на точките, което подобрява възприемането на образуваното изображение. Целият процес на създаване на растерна карта на 3D обекти се нарича изобразяване.

Шейдъри, шейдърни езици

Шейдърът е програма за един от етапите на графичния конвейер, използван от триизмерната графика за определяне на крайните параметри на обект или изображение. Може да включва описания с произволна сложност на поглъщането и разсейването на светлината, картографиране на текстурата, отражение и пречупване, потъмняване, изместване на повърхността и ефекти на последваща обработка.

Програмируемите шейдъри са гъвкави и ефективни. Повърхностите, които са сложни на външен вид, могат да бъдат визуализирани с помощта на прости геометрични форми. Например, шейдърите могат да се използват за рисуване на 3D повърхност от керамични плочки върху напълно равна повърхност.

За да разберем какво е шейдър, нека първо разберем как видеокартата рисува примитиви (триъгълници, многоъгълници и т.н.) Входът получава данни за всеки примитивен връх. Например позицията на върха в пространството, нормалните и текстурните координати. Тези данни се наричат атрибути на върхове. Въз основа на тях графичният процесор изчислява изходните стойности: позицията на върха в екранните координати, цвета на върха, изчислен в зависимост от осветлението и т.н. Преди пускането на видеокартите GeForce 3 и Radeon 8500 този процес беше неуправляем. Ако например не сте били доволни от формулите, според които осветлението се изчислява в OpenGL, и сте искали да приложите свои собствени, тогава нищо не може да се направи. Трябваше или да се задоволим с това, което графичният процесор може да направи, или да извършим изчисления за всеки връх на процесора, което е много по-бавно. Решението на този проблем бяха върхови програми (в Direct3D те се наричат върхови шейдъри). Върховата програма е програма, написана на специален език от ниско ниво, която работи на графичния процесор и преобразува входните върхови атрибути в изходни атрибути, които се подават в пикселния шейдър. Важна характеристика на програмите за върхове и пиксели е, че всички инструкции работят върху вектори. Например, за да изчислите скаларния продукт, трябва да изпълните само една инструкция, а не 5 (2 събирания и 3 умножения), както на процесора. Благодарение на това можете да извършвате много операции с малък брой инструкции. Например, умножаването на матрица по вектор е само 4 инструкции. И ако има малко инструкции, тогава скоростта на изпълнение на такава програма е доста висока.
Стойностите, изчислени във връхния шейдър, се интерполират по протежение на триъгълника. При видеокарти, които не поддържат пикселни шейдъри, за всеки пиксел се определя неговият цвят и цветът на текстурата (или няколко текстури) в дадена точка. След това тези цветове се умножават или добавят, в зависимост от параметрите на функцията glTexEnv(), изпълнена по-рано, и резултатът се записва в фреймбуфера. Ако видеокартата поддържа пикселни шейдъри, тогава всичко е много по-интересно. Интерполираните от триъгълник стойности се подават в някаква програма, наречена пикселен шейдър. Това е програма, състояща се от поредица от аритметични и други инструкции, която изчислява цвета на пиксел, който се записва в фреймбуфера. В сравнение с върховите програми, скоростта на изпълнение на пикселните шейдъри е много по-висока. Можете почти незабавно да изпълните около 10 векторни инструкции за всеки пиксел! На процесора това е просто невъзможно.
Пикселните и върховите шейдъри ви позволяват да създавате невероятни ефекти на хардуерно ниво: осветление на ниво пиксел, картиране на удари, отражение и пречупване, водни вълни, анимация на скелетни герои, сенки и много други!

Езици за шейдъри

Използвани за първи път в системата RenderMan на Pixar, шейдърите станаха по-често срещани с падането на цените на компютрите. Основното предимство на използването на шейдъри е тяхната гъвкавост, която опростява и намалява цената на цикъла на разработка на програмата и в същото време увеличава сложността и реализма на изобразените сцени.

Езиците за шейдъри обикновено съдържат специални типове данни като матрици, семплери, вектори, както и набор от вградени променливи и константи за лесна интеграция със стандартната функционалност на 3D API. Тъй като компютърната графика има много приложения, голям брой шейдърни езици са създадени, за да отговорят на различните нужди на пазара.

Професионално изобразяване

Тези шейдърни езици са фокусирани върху постигането на най-високо качество на изобразяване. Описанието на свойствата на материалите е направено на най-абстрактно ниво, не изисква специални умения за програмиране или познания за хардуера. Тези шейдъри обикновено се създават от художници, за да осигурят „правилния вид“ като текстурно картографиране, светлини и други аспекти на тяхната работа.

Обработката на такива шейдъри обикновено е ресурсоемка задача. Комбинираната мощност на обработка, необходима, за да работят, може да бъде много голяма, тъй като се използва за създаване на фотореалистични изображения. Основната част от изчисленията при такава визуализация се извършват от големи компютърни клъстери.

Език на шейдърите на RenderMan

Езикът за засенчване на RenderMan, описан в спецификацията на интерфейса на RenderMan, е де факто стандартът за професионално изобразяване. APIRenderMan, разработен от Роб Кук, се използва в цялата работа на Pixar. Това е и първият шейдър език, който ще бъде внедрен.

Шейдър език Gelato

NVIDIA Gelato е оригинална хибридна система за изобразяване на изображения и анимация на 3D сцени и обекти, използваща процесори и хардуерни възможности на професионални видеокарти от серия Quadro FX за изчисления.

Основният принцип, който разработчиците стриктно спазват, е безкомпромисно качество на крайното изображение, което не е ограничено от нищо, включително и от съвременните възможности на видеокартата. Като производствен инструмент, способен да произвежда висококачествени крайни продукти, Gelato е предназначен за професионална употреба в области като филми, телевизия, индустриален дизайн и архитектурни изображения.

Отворете езика за засенчване

Open Shading Language (OSL) е малък, но богат език за програмируеми шейдъри в усъвършенствани рендери и други приложения, идеален за описание на материали, осветление, движение и изображения.

OSL - е разработен от Sony Pictures Imageworks за използване в тяхното вътрешно изобразяване и се използва за анимационни филми и визуални ефекти.

OSL се използва в пакета за 3D компютърна графика Blender.

Cg шейдър език

Разработено от nVidia заедно с Microsoft (по същество същият език от Microsoft се нарича HLSL, включен в DirectX 9). Cg означава C за графика. Езикът наистина е много подобен на C, използва подобни типове (int, float и специален 16-битов тип с плаваща запетая - half). Поддържат се функции и структури. Езикът има особени оптимизации под формата на опаковани масиви - декларации като "float a" и "float4 a" в него отговарят на различни типове. Втората декларация е пакетираният масив; операциите с пакетиран масив са по-бързи, отколкото с обикновените. Въпреки че е разработен от nVidia, езикът работи безпроблемно с ATI графични карти. Трябва обаче да се отбележи, че всички програми за шейдъри имат свои собствени характеристики, които могат да бъдат намерени в специализирани източници.

DirectX шейдърни езици

Типове шейдъри

В момента има три типа шейдъри: върхови, геометрични и фрагментни (пикселни).
Вертексни шейдъри
Върховият шейдър работи с данните, свързани с върховете на полиедрите. Такива данни включват по-специално координати на върховете в пространството, координати на текстурата, допирателния вектор, бинормален вектор, нормален вектор. Върховият шейдър може да се използва за преглед и перспектива на върхове на трансформиране, генериране на текстурни координати, изчисляване на осветление и др.
Геометричен шейдър
Геометричният шейдър, за разлика от шейдера за връх, може да обработва не само един връх, но и целия примитив. Може да бъде сегмент (два върха) и триъгълник (три върха), а ако има информация за съседни върхове (съседство), до шест върха могат да бъдат обработени за триъгълен примитив. В допълнение, геометричният шейдър е в състояние да генерира примитиви в движение, без да използва процесора. Използван за първи път на графични карти от серия Nvidia 8.
Пикселни шейдъри
Фрагментният шейдър работи с фрагменти от изображение. В този случай фрагмент на изображението се разбира като пиксел, който е свързан с определен набор от атрибути, като цвят, дълбочина, текстурни координати. Фрагментният шейдър се използва на последния етап от графичния конвейер за формиране на фрагмент от изображението.

57. Дефиниция, основни понятия и методи за текстуриране

Текстурата е растерно изображение, насложено върху повърхността на полигонален модел, за да му придаде цвят, оцветяване или илюзия за релеф. Приблизително използването на текстури може лесно да се представи като рисуване върху повърхността на скулптурно изображение. Използването на текстури ви позволява да възпроизвеждате малки повърхностни обекти, чието създаване с многоъгълници би било прекалено ресурсоемко. Например белези по кожата, гънки по дрехите, малки камъчета и други предмети по повърхността на стените и почвата.

Качеството на текстурирана повърхност се определя от тексели - броят на пикселите на минимална текстурна единица. Тъй като самата текстура е изображение, разделителната способност на текстурата и нейният формат играят голяма роля, което впоследствие се отразява на цялостното впечатление за качеството на графиката в 3D приложение.

Традиционно терминът текстурно картографиранеили тектуриране в триизмерно моделиране е процесът на налагане на двуизмерна текстура върху триизмерен обект (текстурата е сякаш опъната върху обекта), за да му се придаде подходящ вид. Така например "оцветяване" на модели на чудовища и играчи в триизмерни игри като Quake и т.н.

Методи за текстуриране

Картирането на неравности е прост начин за създаване на ефект на неравна повърхност с повече детайли, отколкото позволява многоъгълна повърхност. Ефектът се постига основно чрез осветяване на повърхността със светлинен източник и черно-бяла (едноканална) карта на височината, чрез виртуално изместване на пиксела (както при метода на картографиране на изместване), сякаш има връх (само без физическо и визуално изместване), поради което такива По същия начин се променя ориентацията на нормалите, използвани за изчисляване на осветеността на пиксел (засенчване по Phong), което води до различно осветени и засенчени зони. Като правило картографирането на неравности ви позволява да създавате не много сложни неравни повърхности, плоски первази или вдлъбнатини, тук използването му свършва. За по-подробни ефекти по-късно е измислено нормално картографиране.

MIP-texturing (англ. MIP mapping) е метод за текстуриране, който използва множество копия на една и съща текстура с различни детайли. Името идва от лат. multum in parvo - "много в малко".

Изображението изглежда най-добре, когато детайлите на текстурата са близки до разделителната способност на екрана. Ако разделителната способност на екрана е висока (текстурата е твърде малка/обектът е твърде близо), изображението ще бъде замъглено. Ако резолюцията на текстурата е твърде висока (текстурата е твърде голяма/обектът е твърде далеч), получаваме произволни пиксели – което означава загуба на фини детайли, трептене и голям процент пропуски в кеша. Оказва се, че е по-добре да имате няколко текстури с различни детайли и да приложите тази, която е най-подходяща в тази ситуация към обекта.

Принцип на действие

Създава се така наречената MIP-пирамида - поредица от текстури с резолюция от максимум до 1x1. Например: 1x1, 2x2, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, 512x512 и 1024x1024. Всяка от тези текстури се нарича MIP ниво или LOD (ниво на детайлност).

Всички тези текстури имат едно и също изображение. По този начин mip-текстурирането увеличава консумацията на видео памет с една трета:

При прилагане на текстури разстоянието до обекта се изчислява и номерът на текстурата се намира по формулата:

където разделителната способност е разделителната способност на виртуалната камера (броят пиксели, които ще бъдат в обект с размер 1 единица, разположен на 1 единица от камерата), texelsize е размерът на тексела в 3D световни единици, dist е разстоянието до обект в същите единици, mip bias - число, което ви позволява да изберете повече или по-малко подробна текстура, отколкото дава формулата.

Тази цифра се закръглява до цяло число и върху обекта се прилага текстурата със съответното число (нулата е най-детайлната, първата е два пъти по-малка и т.н.).

недостатъци

Консумацията на видео памет се увеличава с една трета. Въпреки това, типичните размери на видео паметта в началото на 2010-те са 1-3 GB. Освен това, ако обектът е далеч, неговата подробна текстура може да бъде качена в RAM.

MIP-текстурирането не решава проблема с текстурите, които са под остър ъгъл спрямо зрителя (например път в автомобилен симулатор). За такива текстури разделителната способност по една ос е много различна от разделителната способност по другата - и например изображението е ясно замъглено по оста X, докато трептенето се вижда по оста Y, което е характерно за надценена текстура резолюция. Има няколко начина да разрешите това наведнъж (започвайки с най-ниско качество):

Задайте най-удобната стойност на mip bias във видео драйвера - числото, което е отговорно за избора на номера на текстурата в пирамидата. Ако е отрицателен, видеокартата приема по-детайлни текстури, ако е положителен, по-малко детайлни.

Много игри сами задават подходящо mip пристрастие за различни видовеобекти. Например, в Live for Speed mip bias се задава от потребителя отделно за автомобили, препятствия и пътища.

Възползвайте се от анизотропното филтриране, метод за текстуриране, който има за цел да реши този проблем.

И накрая, се вижда ясна граница между нивата на MIP. Това се решава чрез трилинейно филтриране.

Процедурното текстуриране е метод за създаване на текстури, при който текстурно изображение се създава с помощта на някакъв алгоритъм (процедурен алгоритъм).

Най-добре е процесът на процедурно текстуриране да бъде представен под формата на блокове (оператори). Има три вида блокове:

генератори

спомагателен

Всеки генератор и филтър изпълняват процедурен алгоритъм. Всеки блок има набор от параметри. Дори и да не използвате такава схема, тя все пак се свежда до този общ случай.

За създаване на "естествени" текстури, като дърво, гранит, метал, камъни, лава, фрактален шум и клетъчни текстури се използват като филтри.

Процедурни свойства на текстурата:

Обратимост. Процедурната текстура съхранява цялата история на своето създаване.

Малък размер (ако само числови стойности действат като начални данни за процедурни алгоритми).

Неограничен брой вариации при използване на стохастични (с помощта на генератор на псевдослучайни числа) алгоритми.

Мащабира се до всякакъв размер (зависи от процедурния двигател/библиотека).

Едновременно с окончателната текстура, алфа-, бум-, отразяващи-карти са много лесни за получаване.

Детайлното картографиране е софтуерна техника в 3D компютърната графика, която подобрява детайлите на текстурата на близко разстояние от камерата. Крайният резултат създава илюзията за използване на текстура с огромна разделителна способност.

Когато камерата увеличи мащаба на полигонален модел, текстурата става размазана. Ако има достатъчно свободна памет, замъгляването може да бъде елиминирано чрез увеличаване на разделителната способност на текстурата. Въпреки това, съхраняването на всяка текстура с огромна разделителна способност не е практично решение. Детайлното текстуриране решава проблема по различен начин:

Основната текстура е оставена с разумна средна разделителна способност

Създава се подробна текстура с мащабно изображение на малки детайли (отделни стръкчета трева, камъчета, дървена структура и др.)

Получената текстура е обезцветена

Високочестотният филтър премахва всички детайли освен най-фините.

Филтърът за корекция на хистограмата задава средната яркост на 0,5

И двете текстури се смесват в пикселния шейдър

Преди смесването координатите на текстурата на детайлната текстура се мащабират, така че детайлната текстура да се повтаря няколко пъти по-често от основната текстура.

За да се намали видимостта на повторенията на детайлна текстура, мащабът се избира нецялочислен

Цветът на основната текстура се умножава по цвета на детайлната текстура, умножава се по 2 (за да се запази оригиналната яркост)

Релефна текстура

Релефното текстуриране е техника в компютърната графика за придаване на по-реалистичен и богат вид на повърхността на обектите.

Картографирането на неравности е лесен начин за създаване на ефект на неравна повърхност с повече детайли, отколкото позволява многоъгълната повърхност. Ефектът се постига основно чрез осветяване на повърхността със светлинен източник и черно-бяла (едноканална) карта на височината, чрез виртуално изместване на пиксела (както при метода на картографиране на изместване), сякаш има връх (само без физическо и визуално изместване), поради което такива По същия начин се променя ориентацията на нормалите, използвани за изчисляване на осветеността на пиксел (засенчване по Phong), което води до различно осветени и засенчени зони. Като правило картографирането на неравности ви позволява да създавате не много сложни неравни повърхности, плоски первази или вдлъбнатини, тук използването му свършва. За по-подробни ефекти по-късно е измислено нормално картографиране.

Нормалното картографиране е техника, която ви позволява да промените нормата на показания пиксел въз основа на цветова нормален карта, в която тези отклонения се съхраняват като тексел, чиито цветови компоненти се интерпретират във векторната ос, въз основа на която нормата се изчислява, което се използва за изчисляване на осветеността на пиксела. Поради факта, че 3 текстурни канала се използват в нормалната карта, този метод дава по-голяма точност от bump mapping, който използва само един канал и нормалите всъщност се интерпретират само в зависимост от "височината".

Нормалните карти обикновено са два вида:

обектно пространство – използва се за недеформируеми обекти като стени, врати, оръжия и др.

tangent-space се използва, за да може да се деформират обекти като знаци.

За създаване на нормални карти обикновено се използват високополи и нисък поли модели, тяхното сравнение дава необходимите нормални отклонения за последните.

Паралаксно картографиране

Тази технология също използва нормални карти, но за разлика от нормалното картографиране, тя прилага не само базирано на релефа осветление, но също така измества координатите на дифузната текстура. Така се постига най-пълният релефен ефект, особено при гледане на повърхността под ъгъл.