Виды компьютерной графики

27.09.2023
Виды компьютерной графики
Виды компьютерной графики компьютерная графика (КГ)



Термин «компьютерная графика» подразумевает вывод на экран изображений и анимации, созданных с помощью компьютерных (цифровых) технологий. Всё, что мы видим на экране монитора или смартфона так или иначе является компьютерной графикой. В более узком смысле под этим термином понимают любое графическое представление цифровых данных, отличное от их текстового представления. Ещё  короче — всё, что не является текстом, относится к компьютерной графике.  

Сегодня компьютерная графика является обширным разделом информационных технологий. Приведем некоторые из его подразделов:

  • проектирование пользовательских интерфейсов, 

  • анимация; 

  • видеоигры;

  • векторная и растровая графика;

  • 3D-моделирование;

  • методы визуализации научных данных; 

  • методы обработки изображений;

  • графика в системах автоматического проектирования (САПР);

  • медицинские исследования и многое другое.

Многочисленные графические редакторы и средства автоматического проектирования дали каждому желающему возможность создавать компьютерную графику самостоятельно. Появление нейросетей расширило эти возможности до необозримых пределов. Теперь в руках дизайнеров имеются все необходимое для создания качественного и уникального контента.

НЦРДО приглашает вас записаться на учебную программу «Основы рисования для дизайнера: живопись, графика, цифровая иллюстрация» с присвоением квалификации «Дизайнер-иллюстратор». Не упускайте свой шанс войти в интересный и захватывающий мир графического контента! 

Двухмерная графика


Виды компьютерной графики компьютерная графика (КГ)



Первым шагом в развитии компьютерной графики стала так называемая двухмерная графика (2d). Двухмерная графика представляет собой плоское изображение, воспроизводимое на экране вычислительного устройства. Две основные разновидности 2d-графики: растровая и векторная. 

Растровая графика

Слово «растровый» происходит от латинского «rastrum» — грабли. Если провести по песку граблями, то на нем останутся следы-бороздки. Экран любого электронного устройства для вывода изображений также состоит из множества незаметных глазу борозд-строк. Каждая строка состоит из отдельных пикселей-клеток (их также называют зернами). Любое изображение, выведенное на экран, будет состоять из таких пикселей. Количество пикселей на экране называется разрешением экрана. Сегодня оно исчисляется в  мегапикселях (Мпикс). Например, экран монитора с изображением FullHD имеет разрешение 1920x1080 пикселей или 2,07 Мпикс. 

Растровое компьютерное изображение создается по такому же принципу. Мы создаем некоторое прямоугольное поле, состоящее из множества квадратных пикселей. Размер этого поля теоретически безграничен и зависит только от памяти системы. Минимальный размер изображения — 1 пиксель. Такой размер изображения называется его разрешением — в данном случае разрешение 1х1 пиксель. Каждый пиксель окрашивается в свой цвет. Существует множество способов кодировки цвета, но основные, используемые сегодня, это методы задания цвета:

  • RGB (red, green, blue) — сочетание трех основных цветов (красного, зеленого и синего);

  • CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK) — сочетание трех основных цветов (голубого, пурпурного и жёлтого), а также черного цвета в качестве дополнительного.

В итоге после обработки файла компьютером мы видим на экране статичное изображение. Набор цифровых данных получает графическое представление. 

Наиболее распространенными форматами файлов растровых статичных изображений являются:

  • BMP;

  • JPEG;

  • PNG;

  • GIF;

  • WebP;

  • TIFF и т. д. 

Векторная графика

При построении векторной графики используется другой принцип. Например, хорошо известно, что для изображения окружности на экране монитора мы можем взять всего пять параметров:

  • указать, что мы хотим изобразить окружность; 

  • задать её радиус; 

  • задать координаты её центра;  

  • указать толщину линии и её цвет;

  • при желании задать цвет заливки.  

Теперь, чтобы изменить радиус окружности, цвет ее заливки, толщину её линии и т. д. нам нужно будет поменять только один или несколько параметров. Если же мы использовали растровую графику, то нам пришлось бы заново перерисовывать всю фигуру, задавая новые параметры для множества пикселей.

По схожим принципам строятся и другие векторные изображения. Например, треугольник задается тремя координатами его вершин, квадрат или прямоугольник можно также задать, указав координаты трех его вершин (при этом, чтобы не получился треугольник, нужно указать, что мы хотим получить именно квадрат).

Такие простые фигуры называются примитивами. Для двухмерной векторной графики такими примитивами будут являться:

  • точки;

  • отрезки;

  • кривые и окружности;

  • многоугольники (полигоны).    

Таким образом, любую, даже самую сложную фигуру можно представить как набор геометрических примитивов, имеющих ограниченное число параметров. По сравнению с растровой графикой такой принцип дает следующие преимущества:

  • размер изображения не зависит от размеров объекта;

  • наиболее оптимален для создания различных орнаментов, узоров и шрифтов; 

  • размер файла при этом гораздо меньше растрового; 

  • изображение не зависит от разрешения, для улучшения детализации нам не нужно задавать поле большого размера; 

  • изменение параметров рисунка не ухудшает его качества. 

В то же время, векторная графика подходит не для всех возможных задач. Например, цифровая фотография и многие жанры цифрового искусства — это исключительно растровая графика.  

Псевдо-3D

Двухмерная графика не предусматривает тех свойств, которые присущи трехмерной графике (3D). Например, мы не можем произвольно менять точку освещения, задавать яркость, создавать модель теней, отражения и другие графические эффекты не изменяя самого изображения. Выход можно найти, применяя технологии псевдо-3D (их еще называют технологиями 2,5D). 

Суть технологии: несколько слоёв создаются один над одним. На основном самом глубоком слое будет находиться базовое изображение. Верхние слои необходимы для создания эффектов — затенения, задания источника освещения и т. д. Комбинируя слои в разных сочетаниях, можно добиться высокореалистичных эффектов. Таким образом, можно создавать иллюстрации, имеющие фотографическую достоверность. 

Фрактальные узоры

Один из подвидов 2d-графики — создание фрактальных узоров. Фракталы — особая геометрическая форма, стремящаяся к самоподобию на всех своих уровнях. Приближая или уменьшая фигуру, можно увидеть, что при увеличении или отдалении фигуры ее формы будут повторяться на любом уровне — и на микро, и на макро. Фрактальная графика способна создавать фантастические и завораживающие картины, в которых можно увидеть пейзажи других планет, неизвестные виды растений или структуры атомной и субатомной физики. 

Трехмерная графика


Виды компьютерной графики компьютерная графика (КГ)



Трехмерная графика или 3d стала естественным продолжением процесса развития двухмерной графики.  

Технология создания трехмерной графики используется почти во всех сферах деятельности человека, в частности:

  • в медицине;

  • при проектировании и эксплуатации инженерных систем;

  • в науке и образовании; 

  • при создании спецэффектов в фильмах (CGI);

  • в компьютерной анимации;

  • при создании видеоигр и так далее. 

Существует большое количество специальных программ и САПР, поддерживающих работу с трехмерной графикой. Но в основе ее лежат те же принципы, которые используются при построении двухмерной векторной графики. Для создания трехмерной модели необходимо иметь несколько геометрических примитивов, комбинируя которые создается трехмерный каркас. Далее можно накладывать на этот каркас текстуру, задавать векторы перемещения, скорость, указывать точки, в которых соединяются друг с другом подвижные фрагменты, взаимное расположение фигур в пространстве и т. д. Далее можно накладывать различные графические эффекты: освещение, тени, отражения на глянцевых поверхностях. 

Таким образом, получается законченная система, на которую возможно взглянуть с любого ракурса и в любой момент времени. Если необходимо создать статичную иллюстрацию, изображающую созданную трехмерную модель, можно в любой момент создать её рендер, то есть создать растровое изображение, показывающее модель  с заданного ракурса и в заданный момент времени. Аналогично можно рендерить и видео. Как известно, каждое видео состоит из множества статичных изображений-кадров. При этом вместо генерации одного изображения генерируется множество отдельных кадров. Таким образом, можно создавать компьютерную анимацию. 

Профессия дизайнера-иллюстратора сегодня является одной из самых востребованных на рынке труда. Игрострой, маркетинг, веб-разработка, ТВ и блогосфера — отрасли, которые не могут существовать без качественного графического контента.

Национальный центр развития дополнительного и профессионального образования (НЦРДО) приглашает вас освоить интересную и перспективную профессию графического дизайнера. 

После успешного изучения нашей программы вы получаете диплом установленного образца, сведения о котором заносятся в Федеральный реестр документов об образовании (ФРДО). 

К вашим услугам наш HR-эксперт, который даст вам совет о том, как применить полученные знания на практике и зарабатывать больше! 

Не упускайте возможность записаться на обучение в НЦРДО!



Не нравится
Все статьи

Преподаватели

Отзывы о НЦРДО

* - по состоянию на 19 июня 2024 года

НЦРДО – курсы дополнительного образования
НАВЕРХ
Вы смотрели