Означення комп’ютерної графіки, її види. Програми опрацювання комп’ютерної графіки. Колірні моделі. (3.6)

Матеріал з Фізмат Вікіпедії
Перейти до: навігація, пошук

План-конспект уроку

Тема: Означення комп’ютерної графіки, її види. Програми опрацювання комп’ютерної графіки. Колірні моделі.

Мета: ознайомити учнів з комп’ютерною графікою, її видами, ввести поняття колірної моделі, її типами.

Прилади і матеріали: Файли з прикладом растрової і векторної графіки (hatecomp.jpg, hatecomp.wmf), комп‘ютер.

Тип уроку: Урок засвоєння нових знань.

Хід уроку

Організаційна частина.

Взаємне вітання. Перевірка присутності. Повідомлення теми, мети уроку.

Сприйняття та осмислення нового матеріалу.

Узагальнення і систематизація.

Підсумок уроку.

Поняття комп’ютерної графіки.

- зображення, створені і опрацьовані за допомогою цифрової техніки складають комп’ютерну графіку.

Види комп’ютерної графіки.

- Растрова.

Створюється за допомогою цифрової техніки (сканери, фотоапарати, відеокамери тощо). Елементарною складовою зображення є точка (піксел). При збільшенні масштабу якість зображення погіршується.

Приклад: відкрити в середовищі Word графічний файл hatecomp.jpg. Збільшити його розмір до 500% (контекстне меню/Формат рисунка…/Размер/Масштаб). Питання: Який ми бачимо результат?

- Векторна.

Створюється вручну за допомогою спеціального програмного забезпечення на комп’ютері. Елементарна складова зображення – лінія. Зміна масштабу не впливає на якість зображення (у лінії змінюється тільки її довжина).

Приклад: відкрити в середовищі Word графічний файл hatecomp.wmf. Збільшити його розмір до 500% (контекстне меню/Формат рисунка…/Размер/Масштаб). Питання: Що спостерігаємо?

- Фрактальна.

Використовується, як правило, з розважальною метою. Буває динамічна і статична. У файлах зберігаються формули, які при опрацюванні файла програмою обчислюються, а результати обчислень відображаються у вигляді кольорових ефектів. Приклад: відкрити в середовищі музичного редактора Winamp звуковий файл і відобразити візуалізацію.

МАЛ.jpg

Формати файлів.

- Векторна графіка.

o .wmf Графічний редактор: Adobe Illustrator.

- Растрова графіка

o .bmp – зображення зберігається без стиснення у природному стані. Файли великого розміру, але можуть забезпечити найкращу якість.

o .jpg – зберігають стиснені зображення з великою кількість кольорових переходів (фотокартки).

o .gif – для стиснення зображень з невеликою кількістю кольорів (255 кольорів). Дозволяють зберігати зображення з прозорим фоном та декілька зображень (кадрів) в одному файлі. Останнє дає можливість за допомогою gif-файлів організовувати покадрову анімацію (веб-анімацію).

o .tif, .psd – підтримують прозорий фон та багатошарові зображення.


Зображення формату TIFF (.tif) Мал 2.jpg

Системи опрацювання комп’ютерної графіки

1) Засоби створення та редагування зображень (графічні редактори) – дозволяють створювати зображення безпосередньо за допомогою комп’ютера.

2) Засоби обробки зображень – призначені для обробки зображень, утворених цифровою технікою (сканери, фотоапарати тощо).

3) Засоби каталогізації графічних файлів – дають можливість централізувати графічні файли, що зберігаються на вінчестері в різних папках та забезпечують зручний їх пошук і перегляд.

Колірні моделі

Звичайно, кожний із нас має уявлення про те, що таке колір. Згадайте фізику.

Колір, який ви бачите, — це або частина видимо-світлового спектра, яка випромінюється об'єктом (якщо йдеться про джерело освітлення), або частина того самого видимого спектра, яка відбивається об'єктом (якщо це звичайна поверхня). Проте до комп'ютерних технологій таке означення застосовувати не можна. Тут кожному пікселу зображення у будь-якому колірному каналі присвоюється числове значення, яке визначає відтінок піксела. Відповідність між набором значень для кожного піксела та його кольором встановлюється залежно від того, яка колірна модель застосовується для подання зображення. Колірною моделлю називають систему кодування кольорів, яка використовується для зберігання, відображення на екрані і друку зображення.

Фізична природа кольору, що використовується на різних етапах роботи з документами, різна. На екрані монітора ви бачите світло, яке випромінює, екран, а на папері — світло, яке відбивається від поверхні аркуша. Для опису кольорів, утворюваних різними способами, створено різні моделі. Проте розроблено й універсальну,апаратно-незалежну модель, яка об’єднує всі інші моделі. модель, яка об'єднує всі інші моделі.


Колірна модель RGB


Назва моделі складається з перших літер базових кольорів, які формують зображення: червоного (Red), зеленого (Green), синього (Blue). Будь-який колір у моделі RGB утворюється шляхом змішування цих трьох базових кольорів у різних пропорціях. Колір описується трьома цифровими значеннями з діапазону від 0 до 255. Відтак кожний базовий колір може мати 256 відтінків. Цифрові значення записуються у порядку згадування базових кольорів у назві моделі: червоний, зелений і синій. Наприклад, чистий червоний колір у моделі RGB подається як 255, 0, 0 (червона складова є максимальною, зелена і синя — відсутні), чистий зелений — як 0, 255, 0, а синій — як 0, 0, 255.

Модель RGB є адитивною, тобто такою, що описує випромінювані кольори. Чистий чорний колір подається як 0, 0, 0 (жоден із кольорів не випромінюється, частка всіх складових дорівнює нулю). Білий колір відповідає максимуму випромінювання — рівень кожної складової максимальний; у цифровому вигляді записується так: 255, 255, 255.

Нами розглянуто лише п'ять кольорів, проте модель RGB дає змогу закодувати понад 16 млн (2563) кольорів. Інші кольори можна отримати, змінюючи частку кожної складової з кроком в одиницю. Так, задавши максимальні рівні червоної та зеленої складових, ви отримаєте жовтий колір (255, 255, 0).

У тривимірній системі координат колірна модель має вигляд куба (рис. 1.6)

Мал 1.jpg

рис. 1.6. Подання колірної моделі RGB

Як бачите, точка початку координат відповідає чорному кольору (Black) У найближчій до вас вершині куба точка максимального випромінювання є точкою білого кольору (White). Діагональ, яка з’єднує ці дві точки, - уворює шкалу відтінків сірого (Grayscale) кольру (256 значень) Вершини куба, що розташовані на осях координат, відповідають червоному, зеленому і синьому кольорам. Нарешті, три інші вершини відповідають кольорам, утвореним у результаті змішування пар основних кольорів: червоного із зеленим, червоого із синім, зеленого із синім. Це жовтий (Yellow), пурпуровий (Margenta) і блакитний (Cyan). Чому саме на цих кольорах акцентується увага, пояснюється далі. Колірна модель RGB описує колірний діапазон таких пристроїв, як монітор і сканер.


Колірна модель CMYK


На відміну від моделі RGB, модель CMY описує кольори, отримані в результаті відбиття світла об'єктами, тобто в її основі лежить інший принцип. Це субтрактивна модель (така, що віднімає), оскільки кольори в ній утворюються відніманням від чорного кольору базових кольорів: блакитного (Cyan), пурпурового (Magenta) і жовтого (Yellow). Вони утворюють так звану поліграфічну тріаду і називаються тріадними. У колірній моделі CMY рівень складових кольору задається значеннями із діапазону від 0 до 100 % (величина 100 % у цій моделі відповідає 255 одиницям моделі RGB). Колірна модель CMY, по суті, є оберненою до моделі RGB. В разі змішування двох субтрактивних кольорів результуючий колір буде темніший, ніж вихідні, а в разі змішування всіх трьох (складових отримаємо чорний колір. Білий колір — це повна відсутність кольору (значення всіх колірних складових дорівнюють 0). Колірну модель CMY у тривимірній системі координат також можна подати у вигляді куба (рис. 1.7).

У моделі CMY рівні всіх складових у точці початку координат дорівнюють 0, що відповідає білому кольору (White). Найближча до вас вершина куба — точка чорного кольору (Black). У ній всі три складові мають максимальні значення. Діагональ, що з'єднує білу і чорну точки, — шкала сірого. У будь-якій її точці головні кольори змітані в рівній пропорції. Те саме можна було сказати й про попердню модель. Вершини куба, розташовані на осях, відповідають чистим блакитному (Cyan), пурпуровому (Magenta) та жовтому (Yellow) кольорам. На інших трьох вершинах подано кольори, які утворюються в результаті змішування пар базових кольорів: блакитного і пурпурового, блакитного і жовтого, пурпурового і жовтого. Це синій (Blue), зелений (Green) і червоний (Red).

Мал2.jpg

рис. 1.7. Подання колірної моделі CMYK

Для друку поліграфічної продукції краще використовувати модель CMY, адже ми бачимо колір, відбитий від поверхні. Проте слід зробити уточнення. Теоретично суміш трьох базових кольорів повинна давати глибокий чорний колір, але такого практично не буває, оскільки утворюється не чорний, а брудно-коричневий колір. Для усунення цього недоліку до трьох кольорів додали четвертий, чорний (Black), і колірна модель дістала назву CMYK — Cyan, Magenta, Yellow, BlacK. У назві моделі використовується не перша літера слова Black, а остання, щоб не плутати з кольором Blue моделі RGB. Отже, чорний колір у моделі CMYK має тільки одну складову — чорну (0, 0, 0, 100).

Основна сфера застосування колірної моделі CMYK — повноколірний друк, і саме з нею працює більшість друкарських пристроїв.


Колірна модель Lab


Колірна модель Lab розроблялася Міжнародною комісією з освітлення (СІЕ) з урахуванням недоліків описаних вище моделей. Зокрема, вона створювалась як апаратно-незалежна. Це означає, що кольори в моделі Lab визначаються незалежно від того, який пристрій виведення (монітор, принтер і т.д.) використовується, оскільки модель базується на сприйнятті кольору людським оком. Колір у цій моделі визначається трьома параметрами: освітленістю, діапазоном зміни від пурпурового до зеленого та діапазоном зміни від синього до жовтого. Освітленість змінюється від 0 до 100%. Діапазон кольору змінюється від -128 до 127. Колірна модель Lab має найбільший порівняно з рештою моделей колірний діапазон.


Мал3.jpg

Мал4.jpg

рис. 1.8. Подання колірної моделі Lab


Колірна модель HSB

Спосіб подання кольору в моделі HSB ґрунтується на базових характеристиках кольору.

♦ Колірний тон (Hue). Колір світла, відбитого від непрозорого об’єкта або такого, що пройшло крізь прозорий об'єкт. Значення колірного тону залежить від позиції кольору в колірному колесі (рис. 1.10) і може змінюватися від 0 до 360°. Кут 0° відповідає червоному кольору, який змінюється за годинниковою стрілкою до жовтого, потім — зеленого, блакитного, синього, пурпурового і знову червоного.

Мал5.jpg

рис. 1.9. Подання колірної моделі HSB


♦ Насиченість (Saturation). Інтенсивність кольору, що визначається як відсоток кольору певного тону відносно вмісту сірого і може змінюватися від О до 100 %. Нульова насиченість відповідає абсолютно сірому кольору.

♦ Яскравість (Brightness). Характеристика (також називається світлістю), що визначає, наскільки світлим чи темним може бути певний колір; цей параметр може змінюватися в діапа¬зоні від О до 100 %.

Цю модель ще називають HSV, замінюючи останнє слово «Brightness» на «Value».


Напівтонова модель


У напівтоновому малюнку присутній єдиний канал, який може містити до 256 градацій сірого кольору. Кожний піксел характеризується одним параметром — яскравістю, значення якого змінюються від О (чорний колір) до 255 (білий колір). Іноді яскравість вимірюється у відсотках: О — білий, 100 % — чорний. Коли кольорові зображення перетворюються на напівтонові, інформація про колірний тон і насиченість відкидається та залишається лише значення яскравості.


Чорно-біла модель


Чорно-білі (монохромні) малюнки — найпростіші графічні зобра¬ження. У такому разі кожний піксел (чорний або білий) задається за допомогою 1 біта, і тому розмір файлу зображення набагато менший, ніж кольорового чи навіть напівтонового зображення з тими самими фізичними розмірами. Адже піксел напівтонового зображення задається з використанням 8 біт, а для опису піксела кольорового потрібно 24 біти. На рис. 1.11 для порівняння показано, який вигляд мають чорно-біле і напівтонове зображення.


УЗАГАЛЬНЕННЯ І СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ

Усно:

1. Поняття комп’ютерної графіки.

2. Види комп’ютерної графіки.

3. Особливості кожного з видів.

4. Класи систем опрацювання графічних зображень.

5. Поняття колірної моделі.

6. Типи колірних моделей.


ПІДСУМОК УРОКУ.