Компьютерная графика

Компьютерная графика – это создание при помощи аппаратных и программных средств компьютерной техники новых шрифтов, графических изображений (как черно-белых, так и цветных), мультипликационных изображений, сложных изобразительных монтажей, применяемых в полиграфии в качестве электронных оригиналов.

Динамичное развитие компьютерной графики расширяет область ее применения, но размывает границы интерпретации термина «графический дизайн» (сам термин – неустоявшийся, и его нелегко отграничить от электронного монтажа, коллажа, мультимедиа, мультипликации, дизайна и художественного компьютерного искусства). Сегодня разработаны специализированные «издательские» пакеты компьютерной графики, названия которых хорошо знакомы дизайнеру: Photoshop , Illustrator , PageMaker , Quark Xpress и др.

Создание дизайнерами изображения средствами компьютерной графики во многом повторяет работу над творческим воплощением идеи при помощи средств ручного письма. То и другое – творческая работа, включающая в себя технологические приемы.

Техника – всего лишь инструмент, позволяющий ускорить творческий процесс и предоставляющий новые возможности для материализации результата. Широко внедряющиеся автоматизированные системы «компьютер – печатная форма» позволяют создавать печатное изображение на основе цифровых данных, полученных непосредственно с электронного носителя или компьютера.

По способам задания изображений графику можно разделить на категории:

1) Двумерная графика (2D):
- Растровая графика
- Векторная графика
2) Трёхмерная графика (3D)
3) CGI графика

Основным (наименьшим) элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселом. Каждый пиксел растрового изображения имеет свойства: размещение и цвет. Чем больше количество пикселей и чем меньше их размеры, тем лучше выглядит изображение. Большие объемы данных - это основная проблема при использовании растровых изображений.

Современные возможности растрового изображения достаточно широко используются в компьютерных технологиях. Цифровое сохранение и передача фотографий и рисунков в электронном виде происходит при помощи растровых цветоделительных технологий.

Совершенствование технологий растрирования – процесс постоянных изобретений специалистов полиграфической промышленности. Имеется значительное количество программ, предназначенных для работы с иллюстративным материалом в виде фотографий и графических работ дизайнеров. С помощью специальных программ – графических редакторов, можно отредактировать изображение для применение в полиграфии, максимально приблизив его к оригиналу при тиражировании в печати.

При этом, исследователи отмечают, что развитие допечатных процессов происходит в направление осуществления печати непосредственно циклом «компьютер – печатное оборудование», минуя процесс изготовления фотоформ.

Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин «векторная графика» используется в основном в контексте двухмерной компьютерной графики. Векторная же графика по сути это математическая модель, оперирующая не точками, а геометричскими фигурами, составляющими собственно рисунок.

Преимущества векторного способа описания графики над растровой графикой:

- Размер, занимаемой описательной частью, не зависит от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера.
- В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.
- Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка. Более того, обычно указывают размеры в аппаратно-независимых единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.
- При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального контура.

Сферы применения растровых и векторных рисунков несколько различаются, и нельзя сказать, что векторный рисунок во всем лучше растрового. Перевод сложной фотокомпозиции или художественной картины в векторный вид является крайне трудозатратной задачей, и в любом случае векторизация предполагает некоторое упрощение такой фотографии или картины.

Трёхмерная графика (3D, 3 Dimensions, русск. 3 измерения) — раздел компьютерной графики, совокупность приемов и инструментов (как программных, так и аппаратных), предназначенных для изображения объёмных объектов. Больше всего применяется для создания изображений на плоскости экрана или листа печатной продукции в архитектурной визуализации, кинематографе, телевидении, компьютерных играх, печатной продукции, а также в науке и промышленности. Такие объёмные изображения можно вращать и рассматривать со всех сторон.

Трёхмерное изображение на плоскости отличается от двумерного тем, что включает построение геометрической проекции трёхмерной модели сцены на плоскость (например, экран компьютера) с помощью специализированных программ. При этом модель может как соответствовать объектам из реального мира (автомобили, здания, ураган, астероид), так и быть полностью абстрактной (проекция четырёхмерного фрактала).

Для получения трёхмерного изображения на плоскости требуются следующие шаги:

- моделирование — создание трёхмерной математической модели сцены и объектов в ней.
- рендеринг (визуализация) — построение проекции в соответствии с выбранной физической моделью.
- вывод полученного изображения на устройство вывода - дисплей или принтер.

Однако, в связи с попытками создания 3D-дисплеев и 3D-принтеров, трёхмерная графика не обязательно включает в себя проецирование на плоскость.

CGI (англ. computer-generated imagery, букв. «изображения, сгенерированные компьютером») — спецэффекты в кинематографе, телевидении и симуляторах, созданные при помощи трёхмерной компьютерной графики. В компьютерных играх обычно используется компьютерная графика в реальном времени, но периодически добавляются и внутриигровые видео, в которых используется CGI.

CGI позволяет создавать эффекты, которые невозможно получить при помощи традиционного грима и аниматроники, и может заменить декорации и работу каскадёров и статистов.

Впервые в полнометражном фильме компьютерная графика использовалось в «Мире Дикого Запада», вышедшем на экраны в 1973 году. Во второй половине 1970-х появились фильмы, использующие элементы трёхмерной компьютерной графики, в том числе «Мир будущего», «Звёздные войны» и «Чужой». В «Парке юрского периода» (1993) впервые при помощи CGI удалось заменить каскадёра; в том же фильме впервые удалось непрерывно соединить CGI (кожа и мышцы динозавров были созданы при помощи компьютерной графики) с традиционной съемкой и аниматроникой. В 1995 году вышел первый полнометражный фильм, полностью смоделированный на компьютере — «История игрушек». В фильме «Последняя фантазия: Духи внутри нас» (2001 год) впервые фигурировали реалистические CGI-изображения людей.