Главная
страница 1
Занятие 2. Методы представления графических изображений.

Векторная графика.

Цели: Познакомить учащихся с принципами и основными понятиями векторной графики; достоинствами и недостатками векторной графики.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

  • что представляет собой векторное изображение;

  • принцип векторной графики;

  • основные понятия векторной графики: примитив, векторные команды;

  • кто составляет последовательность векторных команд;

  • достоинства и недостатки векторной графики.

Учащиеся должны уметь:

  • создавать и редактировать векторные изображения с помощью векторного графического редактора.

Программно-дидактическое обеспечение: ПК, плакаты, векторный графический редактор OpenOffice.org Draw.

План занятия.

  1. Постановка целей занятия.

  2. Изложение нового материала.

  3. Практическая часть.

  4. Закрепление изученного.

  5. Домашнее задание.

Ход занятия.

I. Постановка целей занятия.

  1. Что представляет собой векторное изображение?

  2. Что представляют собой примитивы?

  3. Каков принцип векторной графики?

  4. Кто составляет последовательность векторных команд?

  5. Каковы достоинства и недостатки векторной графики?

  6. Как создавать и редактировать векторные изображения с помощью векторного графического редактора OpenOffice.org Draw?

II. Изложение нового материала.

В векторной графике изображения строятся из простых объектов – прямых линий, дуг, окружностей, эллипсов, прямоугольников, областей одного или разных цветов и т. п., называемых примитивами. Из простых векторных объектов создаются различные рисунки (рис.1).

Комбинируя векторные объекты-примитивы и используя закраску различными цветами, можно получить и более интересные иллюстрации (рис.2,3).

В трехмерной компьютерной графике могут использоваться объёмные примитивы – куб, сфера и т.п.

Векторные примитивы задаются с помощью описаний. Примеры описаний:


  • Рисовать линию от точки А до точки В.

  • Рисовать эллипс, ограниченный заданным прямоугольником.




Рис. 1. Простые векторные изображения, созданные путем комбинации окружностей, прямоугольников и линий




Рис. 2. Векторные рисунки

Для компьютера подобные описания представляются в виде команд, каждая из которых определяет некоторую функцию и ее параметры. Символические команды для приведенных выше примеров описаний в векторном формате WMF (Windows Metafile) записываются так:



MOVETO X1, Y1

Установить текущую позицию в точке с координатами (X1, Y1).


LINETO X2,Y2

Нарисовать линию от текущей позиции до позиции с координатами (X2,Y2).


ELLIPSE X3, Y3, X4, Y4

Нарисовать эллипс, ограниченный прямоугольником,
где (ХЗ, YЗ) – координаты левого верхнего а (Х4, Y4) — правого нижнего угла этого прямоугольника.



Рис. 3. Векторные рисунки

Информация о цвете объекта сохраняется как часть его описания, т. е. в виде векторной команды (сравните: для растровых изображений хранится информация о цвете каждого видеопикселя).

Векторные команды сообщают устройству вывода о том, что необходимо нарисовать объект, используя максимально возможное число элементов (видеопикселей или точек). Чем больше элементов используется устройством вывода для создания объекта, тем лучше этот объект выглядит.

Кто составляет последовательность векторных команд?

Для получения векторных изображений, как правило, используются редакторы векторной графики (Adobe Illustrator, Macromedia Freehand, CorelDRAW), которые широко применяются в области дизайна, технического рисования, а также для оформительских работ. Эти редакторы предоставляют в распоряжение пользователя набор инструментов и команд, с помощью которых создаются рисунки. В процессе рисования специальное программное обеспечение формирует векторные команды, соответствующие объектам, из которых строится рисунок.

Вероятнее всего, что пользователь такого редактора никогда не увидит векторных команд. Однако знания о том, как описываются векторные рисунки, помогают понять достоинства и недостатки векторной графики.

Файлы векторной графики могут содержать растровые изображения в качестве объектов одного из типов (рис.4). Большинство редакторов векторной графики позволяют только разместить растровое изображение в векторной иллюстрации, изменить его размер, выполнить перемещение, поворот, обрезку, но не дают возможности работать с отдельными пикселями. Дело в том, что векторные рисунки состоят из отдельных объектов, с которыми можно работать порознь. С растровыми же изображениями так поступать нельзя, так как объектом здесь является весь растровый фрагмент в целом. Но в некоторых редакторах векторной графики допускается применение к растровым объектам специальных эффектов размытия и резкости, в основе которых лежит изменение цветов соседних пикселей (пиксель обладает одним свойством — цветом).




Рис. 4. Фотография, вставленная в документ редактора векторной графики





ДОСТОИНСТВА ВЕКТОРНОЙ ГРАФИКИ

1. Векторные изображения, не содержащие растровых объектов, занимают относительно небольшой объем памяти компьютера. Даже векторные рисунки, состоящие из тысяч примитивов, требуют память, объем которой не превышает нескольких сотен килобайтов. Для аналогичного растрового рисунка необходима в 10 — 1000 раз большая память.

Рассмотрим такой пример. Пусть векторное описание квадрата в системе координат экрана определяется следующим образом: RECTANGLE 1,1,200,200,Red,Green

Здесь: (1, 1) — координаты левого верхнего, а (200, 200) — правого нижнего угла квадрата; Red — цвет закраски, Green — цвет контура.

Такое описание требует З0 байтов памяти (двоичный код символа занимает 1 байт).

Этот же квадрат в виде несжатого растрового изображения с 256 цветами будет занимать память объемом

200  200  8 = 320 000 (бит), или

320 000 : 8 = 40 000 (байт), или

40 000 : 1024 = 39,06 (Кб).

Отсюда следует, что несжатое растровое описание квадрата в нашем примере требует в 1333 раза большей памяти (40000: З0 = 1333,333), чем его векторное описание.

Таким образом, векторные изображения занимают относительно небольшой объём памяти.

2. Векторные объекты задаются с помощью описаний. Поэтому, чтобы изменить размер векторного рисунка, нужно исправить его описание. Например, для увеличения или уменьшения эллипса достаточно изменить координаты левого верхнего и правого нижнего углов прямоугольника, ограничивающего этот эллипс. И снова для рисования объекта будет использоваться максимально возможное число элементов (видеопикселей или точек). Следовательно, векторные изображения могут быть легко масштабированы без потери качества.



Замечание. В ряде случаев возможно преобразование растровых изображений в векторные. Этот процесс называется трассировкой. Программа трассировки растровых изображений отыскивает группы пикселей с одинаковым цветом, а затем создает соответствующие им векторные объекты. Однако получаемые результаты чаще всего нуждаются в дополнительной обработке.

недостатки ВЕКТОРНОЙ ГРАФИКИ

1. Прямые линии, окружности, эллипсы и дуги являются основными компонентами векторных рисунков. Поэтому до недавнего времени векторная графика использовалась для построения чертежей, диаграмм, графиков, а также для создания технических иллюстраций. С развитием компьютерных технологий ситуация несколько изменилась: сегодняшние векторные изображения по качеству приближаются к реалистическим. Однако векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества. Дело в том, что фотография — мозаика с очень сложным распределением цветов и яркостей пикселей и представление такой мозаики в виде совокупности векторных примитивов — достаточно сложная задача.

2. Векторные изображения описываются десятками, а иногда и тысячами команд. В процессе печати эти команды передаются устройству вывода (например, лазерному принтеру). При этом может случиться так, что на бумаге изображение будет выглядеть совсем иначе, чем хотелось пользователю, или вообще не распечатается. Дело в том, что принтеры содержат свои собственные процессоры, которые интерпретируют переданные им команды. Поэтому сначала нужно проверить, понимает ли принтер векторные команды данного стандарта, напечатав какой-нибудь простой векторный рисунок. После успешного завершения его печати можно уже печатать сложное изображение. Если же принтер не может распознать какой-либо примитив, то следует заменить его другим — похожим, понятным принтеру. Таким образом, векторные изображения иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.

III. Практическая часть.

Основные понятия

Векторные изображения состоят из графических примитивов.

Графический примитив – это простой графический объект: линия, дуга, окружность, эллипс, прямоугольник и т.п.

Векторные примитивы задаются с помощью описаний. Описания представляются в виде команд, каждая из которых определяет некоторую функцию и её параметр. Векторные команды для рисования формирует специальное программное обеспечение, входящее в состав векторного графического редактора.



Достоинства векторной графики:

  1. Векторные изображения занимают относительно небольшой объём памяти.

  2. Векторные изображения могут быть легко масштабированы без потери качества.

Недостатки векторной графики:

  1. Векторная графика не позволяет получать изображения фотографического качества.

  2. Векторные изображения иногда не печатаются или выглядят на бумаге не так, как хотелось бы.

Практическая работа 1.2. «СОЗДАНИЕ и редактирование РИсунков в Векторном графическом редакторе»

Цель работы: Научиться:

  • использовать различные возможности векторных редакторов: рисовать графические примитивы, трехмерные геометрические фигуры, вставлять текст;

  • использовать различные типы заливок;

  • устанавливать различные параметры для трехмерных объектов (освещенность, материал, цвет и др.).

Задание 1. Нарисовать различные фигуры. Выполнить заливку созданных объектов. Ввести текст, отформатировать его. Пример выполнения работы представлен на рис.5.


Рис.5. Пример выполнения практической работы



Для этого необходимо:

  1. Запустить программу OpenOffice.org Draw.

  2. Установить книжную ориентацию страницы и поля по 1 см (Формат ® Страница).

  3. Нарисовать различные фигуры с помощью панели рисования (рис.6):


Рис.6. Панель рисования

Для этого необходимо:



  • выбрать нужную фигуру на панели рисования;

  • выполнить рисование, удерживая левую кнопку мыши нажатой.

  1. Установить для первых, например четырех фигур цвет. Для этого необходимо:

  • выделить фигуру щелчком мыши;

  • выполнить команду Формат Область…;

  • перейти во вкладку Область;

  • выбрать цвет заливки (произвольно).

  1. Изменить для следующего ряда фигур тип градиентной заливки. Для этого необходимо:

  • выделить фигуру щелчком мыши;

  • выполнить команду Формат Область…;

  • перейти во вкладку Градиент;

  • выбрать вид градиентной заливки.

  1. Следующий ряд фигур можно заштриховать. Для этого необходимо:

  • выделить фигуру щелчком мыши;

  • выполнить команду Формат Область…;

  • перейти во вкладку Штриховка;

  • выбрать вид штриховки;

  • при необходимости изменить тип и цвет линии.

  1. Для следующего ряда фигур установить заливку в виде текстуры. Для этого необходимо:

  • выделить фигуру щелчком мыши;

  • выполнить команду Формат Область…;

  • перейти во вкладку Текстура;

  • выбрать вид текстуры.

  1. Следующий ряд фигур заполнить произвольно.

  2. Добавить текст. Для этого необходимо:

  • на панели инструментов выбрать инструмент (текстовые);

  • выделить область для ввода текста на одном из прямоугольников;

  • ввести текст.

  1. Отформатировать текст с помощью панели форматирования (рис.7):


Рис.7. Панель форматирования

Для этого необходимо:



  • выделить текст;

  • установить вид, размер, начертание шрифта, выравнивание текста (по центру).

  1. Сохранить документ в своей папке под любым именем в оригинальном формате (.odg).

Задание 2. Нарисовать различные трехмерные тела (шар, конус и т.д.). Для созданных объектов установить различные параметры (режим освещенности, цвет и текстуру поверхности и др.).

Для этого необходимо:

  1. Создать новую страницу в созданном документе программы OpenOffice.org Draw командой Вставка Слайд.


Рис. 8.

Вывести на экран панель 3D-объекты (рис.8) командой Вид Панели инструментов 3D-объекты.

  1. Последовательно выбрать на панели и нарисовать в поле рисования Шар, Полусферу, Тор, Конус, Цилиндр и Пирамиду (рис.9).

  2. Для созданных объектов установить режим освещенности. Для этого необходимо:

  • выделить одну из трехмерных фигур, например шар;


Рис. 9.

нажать на правую кнопку мыши, появится контекстное меню (список команд, которые относятся только к выбранному объекту);

  • из контекстного меню выбрать команду Трехмерные эффекты;

  • нажать на кнопку Освещение ;

  • выбрать источник света (рис.10);

  • установить цвет источника;

  • выбрать цвет рассеянного света;

  • перемещая положение источника с помощью мыши или полос прокрутки, в окне Просмотр наблюдать изменение освещенности трехмерного тела;


Рис.10

установить выбранные свойства, нажав на кнопку Присвоить .

  1. Для созданных объектов выбрать тип материала. Для этого необходимо:

  • выделить одну из трехмерных фигур;

  • из контекстного меню выбрать команду Трехмерные эффекты;

  • нажать на кнопку Материал ;

  • выбрать тип материала, цвет объекта и освещения, цвет и интенсивность блика (рис.11), в окне Просмотр наблюдать изменение выбранных установок к объекту;


Рис.11

установить выбранные свойства, нажав на кнопку Присвоить .

  1. Сохранить изменения в файле.

IV. Закрепление изученного.

Для закрепления изученного необходимо попросить детей ответить на вопросы:



  1. В виде чего хранится описание векторных изображений?

  2. Кто составляет последовательность векторных команд?

  3. Почему векторные изображения могут быть легко масштабированы без потери качества?

  4. Почему векторная графика не позволяет получать изображений типографического качества?

V. Домашнее задание.

Задание 1.

Создать небольшой рисунок (произвольный) в программе Word, используя возможности встроенного векторного графического редактора (панель рисования).

Выполнить масштабирование созданного изображения: сначала увеличить, а затем уменьшить.

Оценить: изменилось ли качество изображения при масштабировании (улучшилось; ухудшилось; осталось без изменения)?



Задание 2.

Дать сравнительную характеристику растровой и векторной графики. Представить её в виде таблицы:



Таблица 1. Сравнительная характеристика векторной и растровой графики

Критерий сравнения

Растровая графика

Векторная графика

Способ представления изображения







Представление объектов реального мира







Качество редактирования изображения







Особенности печати изображения









Смотрите также:
Занятие Методы представления графических изображений
138.27kb.
1 стр.
По курсу Обработка графических изображений Трюки и эффекты
120.4kb.
1 стр.
Билет 10. Вопрос Графический редактор. Назначение и основные возможности
36.01kb.
1 стр.
Занятие Форматы графических файлов
110.68kb.
1 стр.
Занятие Сравнение растровой и векторной графики
136kb.
1 стр.
Моделирование электронно-микроскопических изображений на графических процессорах (temgpu)
9.11kb.
1 стр.
Конспект урока создание графических изображений фио (полностью) Храмова Елена Владимировна Место работы
73.99kb.
1 стр.
Билет 16 Технологии работы с графической информацией. Растровая и векторная графика. Аппаратные средства ввода и вывода графических изображений. Прикладные программы работы с графикой. Графический редактор
107.15kb.
1 стр.
Структурное распознавание изображений на основе моделей голосования признаков характерных точек
174.61kb.
1 стр.
Программа по курсу "Методы решения обратных задач восстановления оптических изображений"
21.91kb.
1 стр.
Методы и алгоритмы выделения контуров изображений в радиотехнических системах с использованием дискретной вейвлет-фильтрации 05. 12. 04 Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения
326.58kb.
1 стр.
Растровое изображение
33.88kb.
1 стр.