Grafica tridimensională de astăzi a devenit atât de ferm stabilită în viața noastră încât uneori nici măcar nu acordăm atenție manifestărilor sale.
Privind un panou publicitar care înfățișează interiorul unei camere sau un videoclip publicitar despre înghețată, urmărind cadrele unui film plin de acțiune, nu avem idee că în spatele tuturor acestor lucruri se află munca minuțioasă a unui maestru grafic 3D.
Grafica 3D este
Grafică 3D (grafică tridimensională)- acesta este un tip special de grafică pe computer - un set de metode și instrumente utilizate pentru a crea imagini ale obiectelor 3D (obiecte tridimensionale).
O imagine 3D nu este greu de distins de una bidimensională, deoarece implică crearea unei proiecții geometrice a unui model 3D al scenei pe un plan folosind produse software specializate. Modelul rezultat poate fi un obiect din realitate, de exemplu un model de casă, mașină, cometă sau poate fi complet abstract. Procesul de construire a unui astfel de model tridimensional se numește și are ca scop, în primul rând, crearea unei imagini vizuale tridimensionale a obiectului modelat.
Astăzi, pe baza graficii 3D, puteți crea o copie foarte precisă a unui obiect real, puteți crea ceva nou și puteți da viață celor mai nerealiste idei de design.
Tehnologiile de grafică 3D și tehnologiile de imprimare 3D au pătruns în multe domenii ale activității umane și aduc profituri enorme.
Imaginile 3D ne bombardează în fiecare zi la televizor, în filme, în timp ce lucrăm cu computere și în jocuri 3D, de pe panouri publicitare, reprezentând clar puterea și realizările graficii 3D.
Realizările graficii 3D moderne sunt utilizate în următoarele industrii
- Cinematografie și animație- crearea de personaje tridimensionale și efecte speciale realiste . Crearea de jocuri pe calculator- dezvoltarea de personaje 3D, medii de realitate virtuală, obiecte 3D pentru jocuri.
- Publicitate- capabilitățile graficii 3D vă permit să prezentați în mod avantajos un produs pe piață; folosind grafica 3D puteți crea iluzia unei cămăși alb-cristal sau a unei delicioase înghețate de fructe cu chipsuri de ciocolată etc. În același timp, în realitate, produsul promovat poate avea multe neajunsuri care se ascund ușor în spatele unor imagini frumoase și de înaltă calitate.
- Design interior- designul și dezvoltarea designului interior nu se poate lipsi de grafica tridimensională astăzi. Tehnologiile 3D fac posibilă crearea unor modele 3D realiste de mobilier (canapea, fotoliu, scaun, comodă etc.), repetând cu exactitate geometria obiectului și creând o imitație a materialului. Folosind grafica 3D, puteți crea un videoclip care arată toate etajele clădirii proiectate, care este posibil să nu fi început încă construcția.
Pași pentru a crea o imagine 3D
Pentru a obține o imagine 3D a unui obiect, trebuie să parcurgeți următorii pași
- Modelare- construirea unui model matematic 3D al scenei generale și al obiectelor acesteia.
- Texturarea include aplicarea texturilor modelelor create, ajustarea materialelor și realizarea modelelor să pară realiste.
- Setări de iluminare.
- (obiecte în mișcare).
- Redare- procesul de creare a unei imagini a unui obiect folosind un model creat anterior.
- Compoziție sau compoziție- post-procesarea imaginii rezultate.
Modelare- crearea spațiului virtual și a obiectelor din interiorul acestuia, include crearea de diverse geometrii, materiale, surse de lumină, camere virtuale, efecte speciale suplimentare.
Cele mai comune produse software pentru modelarea 3D sunt: Autodesk 3D max, Pixologic Zbrush, Blender.
Texturarea este o suprapunere pe suprafața unui model tridimensional creat al unei imagini raster sau vectoriale care vă permite să afișați proprietățile și materialul unui obiect.
Iluminat- crearea, setarea direcției și reglarea surselor de lumină în scena creată. Editorii grafici 3D, de regulă, folosesc următoarele tipuri de surse de lumină: lumină spot (raze divergente), lumină omnidirecțională (lumină omnidirecțională), lumină direcțională (raze paralele) etc. Unii editori fac posibilă crearea unei surse de strălucire volumetrice. (Lumina sferă).
Aceasta este o știință, una dintre ramurile informaticii, care studiază metode de generare și procesare a imaginilor folosind un computer. Grafica pe computer este una dintre cele mai „tinere” domenii ale informaticii; există de aproximativ 40 de ani. Ca orice știință, are propriul subiect, metode, scopuri și obiective.
Dacă luăm în considerare grafica pe computer în sens larg, putem distinge trei clase de probleme rezolvate prin intermediul graficii pe computer:
1. Traducerea descrierii în imagine.
2. Traducerea unei imagini într-o descriere (sarcină de recunoaștere a modelelor).
3. Editarea imaginilor.
Deși domeniul de aplicare al graficii pe computer este foarte larg, cu toate acestea, pot fi identificate câteva domenii principale în care instrumentele de grafică pe computer au devenit cele mai importante pentru rezolvarea problemelor:
1. Ilustrativ, cel mai larg dintre domenii, care acoperă sarcini de la vizualizarea datelor până la crearea de filme animate.
2. Auto-dezvoltare - grafica pe computer vă permite să vă extindeți și să vă îmbunătățiți capacitățile.
3. Cercetare - crearea de imagini ale conceptelor sau modelelor abstracte folosind grafica computerizată, al căror analog fizic nu există încă pentru ajustarea parametrilor acestora.
Trebuie remarcat, totuși, că identificarea acestor zone este foarte condiționată și poate fi extinsă și detaliată. Principalele domenii de aplicare a graficii pe computer sunt:
1. Afișaj informații.
2. Design.
3. Modelare.
4. Crearea unei interfeţe cu utilizatorul.
Majoritatea sistemelor grafice moderne folosesc principiul arhitecturii pipeline. Construcția unei imagini pe ecranul monitorului are loc punct cu punct, fiecare punct trecând printr-un anumit ciclu de procesare fix. În primul rând, primul punct trece prin prima etapă a acestui ciclu, apoi trece la a doua etapă, în acest moment al doilea punct începe să treacă prin prima etapă de procesare și așa mai departe, adică orice sistem grafic procesează mai multe puncte de imaginea generată în paralel.
Această abordare vă permite să reduceți semnificativ timpul de procesare al întregii imagini în ansamblu și, cu cât imaginea este mai complexă, cu atât câștigul de timp este mai mare. Arhitectura pipeline este utilizată pentru sistemele grafice atât la nivel software, cât și la nivel hardware. Intrarea unui astfel de transportor sunt coordonatele unui punct fizic din lumea reală, iar ieșirea sunt coordonatele punctului din sistemul de coordonate a ecranului și culoarea acestuia.
În ciclul de procesare punct considerat, se pot distinge mai multe etape, principalele fiind următoarele:
1. Transformări geometrice.
2. Decuparea.
3. Proiecție.
4. Pictura.
În stadiul transformărilor geometrice, coordonatele tuturor obiectelor din lumea reală sunt aduse într-un singur sistem de coordonate (sistemul de coordonate mondial). În grafica computerizată se folosesc adesea tehnici prin care obiectele complexe sunt reprezentate ca o colecție de obiecte simple (de bază), iar fiecare dintre obiectele de bază poate fi supus unor transformări geometrice. Un set arbitrar de obiecte poate fi selectat ca obiecte de bază, dar poate fi folosit și un set fix de solide platonice. De regulă, transformările geometrice complexe sunt reprezentate și prin alcătuirea unor transformări relativ simple (de bază), care sunt transformări afine.
La etapa de tăiere se determină care dintre puncte va cădea în câmpul vizual al observatorului, iar din acest set sunt selectate cele care rămân vizibile. În această etapă, se aplică algoritmi pentru îndepărtarea marginilor și suprafețelor invizibile.
În timpul fazei de proiecție, coordonatele punctului (încă 3D) sunt convertite în coordonatele ecranului folosind o transformare de proiecție.
În etapa de umbrire, culoarea punctului afișat este calculată folosind metode de umbrire locale sau globale. De regulă, în această etapă nu este posibilă utilizarea informațiilor despre iluminarea întregii scene în ansamblu, astfel încât se construiesc modele de iluminare cu diferite grade de detaliu, care depind în mare măsură de necesitatea construirii unei imagini statice sau dinamice.
Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
Documente similare
- cea mai recentă versiune de DirectX, în prezent DirectX 9.0b;
- placă video care acceptă DirectX 9;
- cele mai recente drivere de placă video (cele mai vechi le pot lipsi unele funcții);
- un joc care profită de toate aceste caracteristici.
- umbrire plată. Triunghiurile au iluminare egală pe întreaga lor suprafață;
- Umbrirea Gouraud. Nivelul de lumină și informațiile de culoare calculate pentru vârfurile individuale ale triunghiului sunt pur și simplu interpolate pe suprafața întregului triunghi;
- Umbrirea Phong. Iluminarea este calculată individual pentru fiecare pixel. Metoda de cea mai înaltă calitate.
- Iluminare precisă optic (pe pixel) și umbre fine de la toate obiectele,
modele de iluminat arbitrare; - diverse efecte de reflexie și refracție a razelor pentru modelare
apă, gheață, sticlă, vitralii, reflexii subacvatice etc.; - ondulații și valuri realiste pe apă;
- efecte „cinematice”. Adancimea terenului (adâncime
claritate) Și Neclaritate de miscare; - animație de înaltă calitate, detaliată a modelelor scheletice (constând dintr-un sistem
controlul animației modelului „os”), expresii faciale; - așa-numita „redare non-fotorealistă”
Rendering, NPR): imitație a stilurilor de desen ale diverșilor artiști, efect
schiță în creion sau animație 2D clasică, desenată manual; - imitație realistă de țesătură, blană și păr;
- texturi procedurale (inclusiv cele animate) care nu necesită costuri
CPU și încărcarea fiecărui cadru în memoria video; - filtre de post-procesare a imaginii pe ecran complet: ceață, halo, picături
ploaie pe sticlă, efect sonor etc.; - randare volumetrică: fum și foc mai realist;
- mult mai mult.
Grafica pe computer ca știință, al cărei subiect este crearea, stocarea și prelucrarea modelelor și a imaginilor acestora folosind un computer. Domenii de aplicare a editorilor grafici: Adobe Photoshop si Illustrator, Corel Draw. Grafică raster și vectorială.
prezentare, adaugat 17.01.2012
Grafica computerizată este un domeniu al informaticii care se ocupă de problemele obținerii diferitelor imagini pe un computer. Domenii de aplicare a graficii pe computer. Grafică bidimensională: fractal, raster și vectorial. Caracteristici ale graficii tridimensionale.
rezumat, adăugat 12.05.2010
Prezentarea datelor grafice. Tipuri raster, vectoriale și fractale de grafică pe computer. Modele de culoare și culoare: o metodă de codificare a informațiilor de culoare pentru reproducere pe un ecran de monitor. Programe de bază pentru procesarea graficelor raster.
rezumat, adăugat 08.01.2010
Mecanism de prezentare grafică a datelor. Tipuri de grafică pe computer: fractal, tridimensional, raster, vectorial. Rezoluția imaginii ecranului, conceptul de liniatură. Relația dintre parametrii imaginii și dimensiunea fișierului. Interval dinamic.
rezumat, adăugat 27.12.2012
Domenii de aplicare a graficii pe computer. Tipuri de grafică pe computer. Rezoluție de culoare și modele de culoare. Software pentru crearea, vizualizarea și procesarea informațiilor grafice. Capabilitati grafice ale procesoarelor de text, editorilor grafici.
test, adaugat 06.07.2010
Concepte de grafică pe computer. Avantajele formatului GIF. Caracteristici distinctive ale programului Corel Draw. Comenzi din meniul principal Adobe Photoshop. Instrumentele și acțiunile lor. Descrierea utilizării editorului grafic Photoshop pentru procesarea imaginilor.
lucrare de curs, adăugată 18.04.2015
Grafica computerizată este un domeniu al informaticii care se ocupă de problemele obținerii diferitelor imagini. Tipuri de grafică pe computer: raster, vector, fractal. Programe pentru crearea de animație pe computer, domeniul de aplicare, formate de stocare.
În ultimii zece ani, plăcile grafice au apelat mai târziu Acceleratoare 3D,
au parcurs un drum lung în dezvoltare - de la primele acceleratoare SVGA, nimic despre 3D
cei care nu știau, și la cei mai moderni „monstri” de jocuri de noroc
toate funcțiile legate de pregătirea și formarea unei imagini tridimensionale,
pe care producătorii îl numesc „cinematic”. Desigur, cu
Cu fiecare nouă generație de plăci video, creatorii au adăugat nu numai suplimentare
megaherți și megaocteți de memorie video, dar și multe funcții și efecte diferite.
Să vedem De ce, si cel mai important, Pentru ce acceleratoare învăţate
ultimii ani și ceea ce ne oferă nouă, fanilor jocurilor 3D.
Dar mai întâi, ar fi util să aflăm ce acțiuni efectuează programul (sau jocul).
pentru a obține în cele din urmă o imagine tridimensională pe ecranul monitorului. Kit
astfel de acțiuni sunt de obicei numite Transportor 3D— fiecare etapă în conductă
lucrează cu rezultatele celui precedent (în continuare termenii sunt cu caractere cursive,
care sunt tratate mai detaliat în „Glosarul nostru de grafică 3D” de la sfârșit
articole).
În prima etapă, pregătitoare, programul determină ce obiecte (modele 3D, părți ale lumii tridimensionale, sprite-uri etc.), cu ce texturi și efecte, în ce locuri și în ce fază a animației ar trebui afișate pe ecran. ecran. Sunt selectate și poziția și orientarea camerei virtuale prin care privitorul privește lumea. Toată această materie primă care este supusă prelucrării ulterioare se numește scena 3D.
Urmează rândul conductei 3D în sine. Primul pas în ea este teselare- procesul de împărțire a suprafețelor complexe în triunghiuri. Următorii pași obligatorii sunt procese interconectate transformarea coordonatelor puncte sau culmi, din care sunt compuse obiecte, lor iluminat, și tăierea zone invizibile ale scenei.
Sa luam in considerare transformarea coordonatelor. Avem o lume tridimensională în care se află diverse obiecte tridimensionale și, în final, trebuie să obținem o imagine plată bidimensională a acestei lumi pe monitor. Prin urmare, toate obiectele trec prin mai multe etape de transformare în diferite sisteme de coordonate, numite și spatii (spatii). La inceput local, sau model, coordonatele fiecărui obiect sunt convertite în global, sau lume, coordonate. Adică, folosind informații despre locația, orientarea, scara și cadrul de animație curent al fiecărui obiect, programul obține un set de triunghiuri într-un singur sistem de coordonate. Acesta este apoi convertit în sistemul de coordonate al camerei (spatiul camerei), cu ajutorul căruia privim lumea simulată. După care numărătoarea inversă va începe de la focalizarea acestei camere - în esență, așa cum ar fi, „din ochii” observatorului. Acum este cel mai ușor să excludeți complet invizibil ( respingere, sau sacrificarea) și „decupare” parțial vizibil ( tăiere, sau tăiere) fragmente ale scenei pentru observator.
Produs în paralel iluminat (iluminat). Folosind informații despre locația, culoarea, tipul și puterea tuturor surselor de lumină plasate în scenă, se calculează gradul de iluminare și culoarea fiecărui vârf al triunghiului. Aceste date vor fi folosite mai târziu când rasterizare. La final, după corectarea perspectivei, coordonatele sunt transformate din nou, acum în spațiu pe ecran (spațiu pe ecran).
Aici se termină procesarea imaginilor vectoriale tridimensionale și începe turnul procesării bidimensionale, de exemplu. texturareȘi rasterizare. Scena reprezintă acum triunghiuri pseudo-tridimensionale situate în planul ecranului, dar cu informații despre adâncimea relativă la planul ecranului al fiecăruia dintre vârfuri. Rasterizarea calculează culoarea tuturor pixelilor care alcătuiesc triunghiul și o plasează cadru tampon. Pentru a face acest lucru, texturile sunt aplicate pe triunghiuri, adesea în mai multe straturi (textură principală, textură luminoasă, textura detaliată etc.) și cu moduri diferite. modulare. Se face si plata finala iluminat folosind orice modele de umbrire, acum pentru fiecare pixel al imaginii. În aceeași etapă, se realizează îndepărtarea finală a părților invizibile ale scenei. La urma urmei, triunghiurile pot fi situate la distanțe diferite de observator, se pot suprapune complet sau parțial sau chiar se intersectează. În zilele noastre, un algoritm care folosește Z-tampon. Pixelii rezultați sunt puși într-un buffer Z, iar odată ce întreaga imagine este gata, aceasta poate fi afișată pe ecran și următoarea poate începe să fie construită.
Acum că înțelegem designul general al unui transportor 3D, să aruncăm o privire
privind diferențele arhitecturale dintre diferitele generații de acceleratoare 3D. Fiecare etapă a conductei 3D
foarte intensiv în resurse, necesită milioane și miliarde de operațiuni pentru a obține unul
cadru de imagine, iar etapele bidimensionale de texturare și rasterizare sunt mult mai multe
„mai vorace” decât procesarea geometrică în stadiile incipiente, vectoriale
transportor Așa că transferați cât mai multe etape posibil pe hardware-ul video
are un efect benefic asupra vitezei de procesare a graficii 3D și ameliorează semnificativ sarcina procesorului.
Prima generație de acceleratoare a preluat doar ultima etapă - texturarea
și rasterizare, programul a trebuit să calculeze el însuși toți pașii anteriori folosind
CPU. Redarea a fost mult mai rapidă decât fără accelerare 3D,
la urma urmei, placa video făcea deja cea mai grea parte a muncii. Dar tot cu o creștere
complexitatea scenelor din jocurile 3D, transformarea software-ului și iluminarea au devenit înguste
gât care împiedică creșterea vitezei. Prin urmare, în pornirea acceleratoarelor 3D
de la primele modele NVidia GeForce și ATI Radeon, un bloc numit T&Bloc L.
După cum sugerează și numele, el este responsabil pentru transformareȘi iluminat,
adică acum și pentru etapele inițiale ale conductei 3D. Este și mai corect să-l suni
bloc TCL (Transformare—Tăiere—Iluminat), deoarece
tăierea este și sarcina lui. Astfel, un joc folosind hardware T&L
eliberează aproape complet procesorul central de lucrul la grafică,
ceea ce înseamnă că devine posibil să-l „încărcați” cu alte calcule,
fie că este vorba de fizică sau de inteligență artificială.
S-ar părea că totul este în regulă și ce ți-ai putea dori mai mult? Dar nu uitați că orice transfer de funcții „la hardware” înseamnă un refuz al flexibilității inerente soluțiilor software. Și odată cu apariția hardware-ului T&L, programatorii și designerii care doreau să implementeze un efect neobișnuit au rămas cu doar trei opțiuni: ar putea fie să abandoneze complet T&L și să revină la algoritmi software lenți, dar flexibili, fie să încerce să interfereze cu acest proces prin efectuarea postului. -procesarea imaginilor (ceea ce nu este întotdeauna posibil și cu siguranță foarte lent)... sau așteptați implementarea funcției dorite în următoarea generație de plăci video. Nici producătorii de hardware nu au fost mulțumiți de această situație - la urma urmei, fiecare extindere suplimentară a T&L duce la mai multă complexitate în cipul grafic și la „umflarea” driverelor plăcii video.
După cum putem vedea, nu a existat suficientă modalitate de a controla în mod flexibil, la „nivel micro”, placa video. Și această oportunitate a fost sugerată de pachete profesionale pentru crearea de grafică 3D. Se numeste shader (shader). În esență, un shader este un mic program care constă dintr-un set de operații elementare adesea folosite în grafica 3D. Un program încărcat în accelerator și care controlează direct funcționarea GPU-ului în sine. Dacă anterior programatorul era limitat la un set de metode și efecte de procesare predeterminate, acum poate compune orice programe din instrucțiuni simple care îi permit să implementeze o mare varietate de efecte.
În funcție de funcțiile lor, shaders-urile sunt împărțite în două grupuri: apical(umbritoare de vârfuri)
Și pixel(pixel shaders). Primele înlocuiesc toate funcționalitățile
blocurile T&L ale plăcii video și, după cum sugerează și numele, lucrează cu vârfurile triunghiurilor.
În cele mai recente modele de acceleratoare, acest bloc este de fapt eliminat - este emulat
driver video folosind vertex shaders. Pixel shaders oferă
opțiuni flexibile pentru programarea blocului multitexturing și lucru
deja cu pixeli individuali ai ecranului.
Shaders sunt, de asemenea, caracterizați de un număr de versiune - fiecare ulterior adaugă din ce în ce mai multe caracteristici noi celor anterioare. Cea mai recentă specificație pentru pixeli și vertex shaders de astăzi este versiunea 2.0, susținută de DirectX 9, iar atât producătorii de acceleratoare, cât și dezvoltatorii de jocuri noi se vor concentra asupra ei. Utilizatorii care doresc să achiziționeze o placă video modernă pentru jocuri ar trebui să acorde, de asemenea, atenție suportului hardware. Cu toate acestea, extinderea jocurilor construite pe tehnologii de shader este abia la început, așa că atât vertex shader-uri mai vechi (1.1), cât și pixel shaders (1.3 și 1.4) vor fi folosite cel puțin încă un an, cel puțin pentru a crea efecte relativ simple - până la DirectX 9 -acceleratoarele compatibile nu vor deveni mai răspândite.
Primele shadere constau din doar câteva comenzi și erau ușor de scris în limbaj de asamblare de nivel scăzut. Dar odată cu complexitatea tot mai mare a efectelor shader, numărând uneori zeci și sute de comenzi, a apărut nevoia unui limbaj mai convenabil, de nivel înalt, pentru scrierea shader-urilor. Două dintre ele au apărut simultan: NVidia Cg (C pentru grafică) și Microsoft HLSL (High Level Shading Language) - acesta din urmă face parte din standardul DirectX 9. Avantajele și dezavantajele acestor limbaje și alte nuanțe vor fi de interes doar programatorilor, așa că nu ne vom opri asupra lor mai detaliat să devenim
Acum să ne uităm la ce este nevoie pentru a obține toate aceste funcții
care sunt furnizate de o tehnologie atât de utilă precum cea mai recentă generație de shadere. Este necesar
ca urmare a:
Aici aș dori să elimin eventualele concepții greșite. Unii interpretează termenul acum popular „placă video compatibilă cu DirectX 9” după cum urmează: „o astfel de placă video va funcționa și va dezvălui toate capacitățile sale numai sub API-ul DirectX 9” sau „DirectX 9 ar trebui instalat pe un computer numai cu astfel de o placă video.” Acest lucru nu este în întregime adevărat. O astfel de definiție înseamnă mai degrabă: „această placă video are capabilitățile cerute de specificația DirectX 9”.
Glosar de grafică 3D
 |
| Simularea blanii folosind shaders |
Un set de biblioteci, interfețe și convenții pentru lucrul cu grafica 3D. Acum pe scară largă
sunt utilizate două API-uri 3D: OpenGL (Open Graphics) deschis și multiplatform
Library) și Microsoft Direct3D (alias DirectX Graphics), care face parte din universal
API multimedia DirectX.
Accelerator 3D sau accelerator 3D
O placă video capabilă să proceseze grafică 3D, eliberând astfel procesorul central de această muncă de rutină.
Conductă 3D sau conductă de randare
Un proces în mai mulți pași de conversie a datelor interne ale programului într-o imagine pe ecran. De obicei include la un minim transformare și iluminare, texturare și rasterizare.
scena 3D
Porțiunea din lumea virtuală 3D care este redată la un moment dat.
Adâncimea câmpului (adâncimea câmpului)
Un „efect cine” care simulează adâncimea de câmp (distanța focală) a unei camere video reale, cu obiectele focalizate apărând clare, iar altele neclare.
Maparea deplasării (texturare cu hărți de deplasare)
O metodă de modelare a micilor detalii în relief. Când îl folosiți special
textura - harta deplasării - stabilește modul în care diferite părți ale suprafeței
va fi convex sau deprimat în raport cu triunghiul de bază la care
se aplică acest efect. Spre deosebire de texturarea în relief, această metodă este
„cinstit” și chiar schimbă forma geometrică a obiectului. Pa
Doar unele dintre cele mai noi acceleratoare 3D acceptă direct hărți de deplasare.
Maparea MIP
O metodă secundară pentru îmbunătățirea calității și vitezei texturii este crearea mai multor variații de texturi la rezoluție redusă (de exemplu, 128 128, 64 64, 32 32 etc.), numite niveluri mip. Pe măsură ce obiectul se îndepărtează, vor fi selectate opțiuni de textură din ce în ce mai fine.
Motion-blur (aliasing temporal)
O tehnică destul de nouă pentru o transmitere mai realistă a mișcării prin „încețoșarea” imaginii obiectelor în direcția mișcării lor. Telespectatorii sunt obișnuiți cu acest efect, tipic pentru cinema, așa că fără el imaginea pare lipsită de viață chiar și la FPS ridicat. Motion-blur este implementat prin desenarea repetată a unui obiect într-un cadru în diferite faze ale mișcării sale sau prin „undarea” imaginii deja la nivelul pixelului.
Z-tampon
Z-buffering este una dintre metodele de eliminare a zonelor invizibile ale unei imagini. La
folosindu-l, distanța este stocată în memoria video pentru fiecare pixel de pe ecran
din acest punct la observator. Distanța în sine se numește adâncimea scenei și asta
zona de memorie - Z-buffer. Când următorul pixel este afișat pe ecran, adâncimea acestuia
este comparată cu adâncimea pixelului anterior stocat în Z-buffer cu aceeași
coordonate, iar dacă este mai mare, atunci pixelul curent nu este desenat - va fi invizibil.
Dacă este mai mică, atunci culoarea sa este introdusă în tamponul de cadru și noua adâncime
- în tamponul Z. Acest lucru asigură că obiectele îndepărtate se suprapun mai mult decât
cei dragi.
Canal alfa și amestec alfa.
Textura, împreună cu informațiile de culoare în format RGB pentru fiecare pixel, își pot stoca gradul de transparență, numit canal alfa. În timpul redării, culoarea pixelilor desenați anterior se va „strecura” în grade diferite și se va amesteca cu culoarea pixelului de ieșire, rezultând o imagine cu niveluri diferite de transparență. Aceasta se numește amestec alfa. Această tehnică este folosită foarte des: pentru a simula apa, sticla, ceața, fumul, focul și alte obiecte translucide.
Antialiasing
O metodă de combatere a efectului „în trepte” și a granițelor ascuțite ale poligoanelor care apar din cauza rezoluției insuficiente a imaginii. Cel mai adesea este implementat prin redarea unei imagini la o rezoluție mult mai mare decât cea setată, urmată de interpolare la cea dorită. Prin urmare, antialiasing-ul este încă foarte solicitant în ceea ce privește cantitatea de memorie video și viteza acceleratorului 3D.
Texturi de detaliu
O tehnică pentru a evita estomparea texturilor la distanțe apropiate de obiect
și obțineți efectul de relief fin al suprafeței fără a crește excesiv dimensiunea
texturi Pentru a face acest lucru, utilizați textura principală de dimensiune normală, pe care
se suprapune unul mai mic - cu un model de zgomot regulat.
Cadru tampon
Secțiunea memoriei video în care se realizează munca de formare a imaginii. În mod obișnuit, sunt utilizate două (mai puțin frecvent trei) buffer-uri de cadru: unul (front sau front-buffer) este afișat pe ecran, iar al doilea (spate sau back-buffer) este utilizat pentru randare. De îndată ce următorul cadru de imagine este gata, ei vor schimba rolurile: al doilea buffer va fi afișat pe ecran, iar primul va fi redesenat.
Hărți luminoase
O metodă simplă și încă frecvent utilizată de simulare a luminii, care constă în suprapunerea alta pe textura principală - o hartă de iradiere, ale cărei părți luminoase și întunecate, respectiv, luminează sau întunecă imaginea celei de bază. Hărțile luminoase sunt calculate în avans, chiar și în stadiul creării unei lumi 3D și sunt stocate pe disc. Această metodă funcționează bine pentru suprafețe mari, iluminate static.
Cartografierea mediului
Imitarea suprafețelor reflectorizante folosind o textură specială - o hartă a mediului, care este o imagine a lumii care înconjoară obiectul.
Multitexturarea
Suprapunerea mai multor texturi într-o singură trecere a acceleratorului. De exemplu, textura principală,
hărți de iradiere și hărți detaliate de textură. Plăcile video moderne pot
procesați cel puțin 3-4 texturi o dată. Dacă multitexturarea nu este acceptată
(sau este necesar să aplicați mai multe straturi de texturi decât poate face acceleratorul
„într-o singură mișcare”), apoi se folosesc mai multe treceri, care, desigur,
mult mai lent.
Iluminat
Procesul de calcul al culorii și iluminării pixelului fiecărui triunghi
în funcție de sursele de lumină din apropiere folosind una
din metodele de umbrire. Următoarele metode sunt adesea folosite:
Pixel
Un singur punct de pe ecran, un element minim al imaginii. Se caracterizează prin adâncimea culorii în biți, care determină numărul maxim posibil de culori și valoarea reală a culorii.
Spațiu sau sistem de coordonate
O parte a lumii tridimensionale, în care numărătoarea inversă este efectuată de la o anumită origine a coordonatelor. Trebuie să existe un sistem de coordonate mondial, în raport cu originea căruia se măsoară poziția și orientarea tuturor celorlalte obiecte din lumea 3D și fiecare dintre ele are propriul său sistem de coordonate.
Texturi procedurale
Texturi care sunt generate de diverși algoritmi din mers, mai degrabă decât desenate de artiști în avans. Texturile procedurale pot fi fie statice (lemn, metal etc.) fie animate (apă, foc, nori). Avantajele texturilor procedurale sunt absența unui model care se repetă și costuri mai mici de memorie video pentru animație. Dar există și un dezavantaj - sunt necesare calcule folosind CPU sau shadere.
Bump mapping
Efectul de a oferi unei suprafețe rugoase o hartă cu denivelări folosind o textură suplimentară numită hartă cu denivelări. Geometria suprafeței nu se schimbă, astfel încât efectul este clar vizibil numai în prezența surselor de lumină dinamice.
Redare
Procesul de redare a unei imagini tridimensionale. Constă din mai multe etape, numite colectiv conductă.
Texel
Un pixel, dar nu un ecran, ci o textură. Elementul său minim.
Texturarea sau maparea texturii
Cea mai comună metodă de modelare realistă a suprafețelor este suprapunerea texturilor cu imagini pe ele. În acest caz, desigur, se iau în considerare distanța, perspectiva și orientarea triunghiului.
Textură
O imagine bidimensională este un bitmap, „întins” pe un obiect 3D. Folosind texturi, setați o varietate de parametri ai materialului din care este compus un obiect: modelul său (cea mai tradițională utilizare), gradul de iluminare al diferitelor sale părți (harta de iluminare sau harta de lumină), capacitatea de a reflecta lumina ( hartă speculară) și împrăștiați-o (hartă difuză), nereguli (hartă cu denivelări) etc.
Teselație
Procesul de împărțire a poligoanelor complexe și a suprafețelor curbe, descrise de funcții matematice, în triunghiuri acceptabile pentru un accelerator 3D. Acest pas este adesea opțional; de exemplu, modelele 3D din majoritatea jocurilor constau deja din triunghiuri. Dar, de exemplu, pereții rotunjiți din Quake III: Arena sunt un exemplu de obiect pentru care este necesară teselația.
Punct sau vârf (vârf)
Un punct din spațiu definit de trei coordonate (x, y, z). Punctele individuale sunt rareori folosite, dar ele stau la baza obiectelor mai complexe: linii, triunghiuri, sprite-uri punct. Pe lângă coordonatele în sine, la un punct pot fi „atașate” și alte date: coordonatele texturii, proprietățile de iluminare și ceață etc.
Transformare
Un termen general pentru procesul de transformare în mai multe etape a obiectelor 3D într-o imagine bidimensională pe ecran. Reprezintă translația unui set de vârfuri de la un sistem de coordonate la altul.
Triunghi
Aproape toate graficele tridimensionale constau din triunghiuri ca fiind cele mai simple și mai convenabile primitive pentru procesare - trei puncte definesc întotdeauna fără ambiguitate un plan în spațiu, ceea ce nu se poate spune despre poligoane mai complexe. Toate celelalte poligoane și suprafețe curbe sunt împărțite în triunghiuri (în esență zone plate), care sunt apoi folosite pentru a calcula iluminarea și a aplica texturi. Acest proces se numește teselare.
Filtrarea texturii
O metodă pentru îmbunătățirea calității texturii atunci când distanța până la observator se modifică. Cea mai simplă metodă, filtrarea biliniară, utilizează valoarea medie a culorii a patru texeli de textură adiacenți. Unul mai complex, filtrarea triliniară, folosește și informații de la nivelurile MIP. Cea mai modernă și de înaltă calitate (și, în același timp, cea mai lentă) metodă este filtrarea anizotropă, care calculează valoarea rezultată folosind un întreg set (de obicei de la 8 la 32) de texeli situate în apropiere.
Shader (shader)
Un mic program pentru acceleratorul unității de procesare grafică (GPU) care specifică
el o modalitate de a procesa grafica tridimensională.
| Câteva posibilități implementate Folosind shadere |
| Link-uri interesante
www.scene.org www.nvidia.com/view.asp?PAGE=demo_catalog www.nvidia.com/search.asp?keywords=Demo www.cgshaders.org |
Grafica computerizată este o ramură a informaticii care studiază mijloacele și metodele de creare și procesare a imaginilor grafice folosind tehnologia computerizată. Deși există multe clase de software pentru lucrul cu grafica pe computer, există patru tipuri de grafică pe computer. Acest grafică raster, grafică vectorială, grafică tridimensională și fractală. Ele diferă în principiile formării imaginii atunci când sunt afișate pe un ecran de monitor sau când sunt imprimate pe hârtie.
Grafica raster este utilizată în dezvoltarea publicațiilor electronice (multimedia) și tipărite. Ilustrațiile realizate folosind grafica raster sunt rareori create manual folosind programe de calculator. Cel mai adesea, în acest scop sunt folosite ilustrații scanate pregătite de artist pe hârtie sau fotografii. Recent, camerele digitale foto și video au găsit o utilizare pe scară largă pentru introducerea imaginilor raster într-un computer. În consecință, majoritatea editorilor grafici proiectați pentru a lucra cu ilustrații raster se concentrează nu atât pe crearea de imagini, cât pe procesarea acestora. Pe Internet, ilustrațiile raster sunt utilizate în cazurile în care este necesar să se transmită întreaga gamă de nuanțe ale unei imagini color.
Instrumentele software pentru lucrul cu grafica vectorială, dimpotrivă, sunt destinate în primul rând creării de ilustrații și, într-o măsură mai mică, procesării acestora. Astfel de instrumente sunt utilizate pe scară largă în agenții de publicitate, birouri de proiectare, redacție și edituri. Lucrarea de proiectare bazată pe utilizarea fonturilor și a elementelor geometrice simple este mult mai ușor de rezolvat folosind grafica vectorială. Există exemple de lucrări extrem de artistice create folosind grafică vectorială, dar acestea sunt mai degrabă excepția decât regula, deoarece pregătirea artistică a ilustrațiilor folosind grafica vectorială este extrem de complexă.
Grafica tridimensională este utilizată pe scară largă în programarea de inginerie, modelarea pe computer a obiectelor și proceselor fizice, animație, cinematografie și jocuri pe calculator.
Instrumentele software pentru lucrul cu grafica fractală sunt concepute pentru a genera automat imagini prin calcule matematice. Crearea unei compoziții artistice fractale nu este despre desen sau design, ci despre programare. Grafica fractală este rar folosită pentru a crea documente tipărite sau electronice, dar sunt adesea folosite în programele de divertisment.
Grafică raster
Elementul principal (cel mai mic) al unei imagini raster este punct. Dacă imaginea este pe ecran, atunci acest punct este numit pixel. Fiecare pixel dintr-o imagine raster are proprietăți: plasare și culoare. Cu cât numărul de pixeli este mai mare și cu cât dimensiunile lor sunt mai mici, cu atât imaginea arată mai bine. Cantitățile mari de date reprezintă o provocare majoră atunci când se utilizează imagini raster. Lucrul activ cu ilustrații de dimensiuni mari, cum ar fi benzile de reviste necesită computere cu cantități excepțional de mari de memorie RAM (128 MB sau mai mult). Desigur, astfel de computere trebuie să aibă și procesoare performante. Al doilea dezavantaj al imaginilor raster este că nu pot fi mărite pentru a vizualiza detalii. Deoarece imaginea este formată din puncte, mărirea imaginii face ca punctele să devină mai mari și să semene cu un mozaic. Nu pot fi văzute detalii suplimentare la mărirea imaginii raster. Mai mult decât atât, creșterea punctelor raster distorsionează vizual ilustrația și o face aspră. Acest efect se numește pixelare.
Grafică vectorială
Așa cum în grafica raster elementul principal al imaginii este un punct, la fel în grafica vectorială elementul principal al imaginii este linia(nu contează dacă este o linie dreaptă sau o curbă). Desigur, există și linii în grafica raster, dar acolo sunt considerate combinații de puncte. Pentru fiecare punct de linie din grafica raster, sunt alocate una sau mai multe celule de memorie (cu cât punctele pot avea mai multe culori, cu atât le sunt alocate mai multe celule). În consecință, cu cât linia raster este mai lungă, cu atât ocupă mai multă memorie. În grafica vectorială, cantitatea de memorie ocupată de o linie nu depinde de dimensiunea liniei, deoarece linia este reprezentată ca o formulă, sau mai precis, sub forma mai multor parametri. Orice am face cu această linie, se schimbă doar parametrii ei stocați în celulele de memorie. Numărul de celule rămâne neschimbat pentru orice linie.
O linie este un obiect elementar de grafică vectorială. Totul într-o ilustrație vectorială este alcătuit din linii. Cele mai simple obiecte sunt combinate în altele mai complexe, de exemplu, un obiect patrulater poate fi gândit ca patru linii conectate, iar un obiect cub este și mai complex: poate fi considerat fie douăsprezece linii conectate, fie șase patrulatere conectate. Datorită acestei abordări, grafica vectorială este adesea numită grafică orientată pe obiecte. Am spus că obiectele de grafică vectorială sunt stocate în memorie ca un set de parametri, dar nu trebuie să uităm că toate imaginile sunt încă afișate pe ecran sub formă de puncte (pur și simplu pentru că ecranul este astfel proiectat). Înainte de a afișa fiecare obiect pe ecran, programul calculează coordonatele punctelor ecranului din imaginea obiectului, motiv pentru care graficele vectoriale sunt uneori numite grafică calculată. Calcule similare se fac atunci când scoateți obiecte către o imprimantă. Ca toate obiectele, liniile au proprietăți. Aceste proprietăți includ: forma liniei, grosimea, culoarea, caracterul liniei(solid, punctat etc.). Liniile închise au proprietatea de a umple. Zona interioară a buclei închise poate fi umplută cu culoare, textură, hartă. Cea mai simplă linie, dacă nu este închisă, are două vârfuri, care se numesc noduri. Nodurile au, de asemenea, proprietăți care determină cum arată partea superioară a unei linii și modul în care două linii se conectează între ele.
Grafică fractală
Un fractal este un model care constă din elemente care sunt similare între ele. Există un număr mare de imagini grafice care sunt fractali: triunghiul Sierpinski, fulgul de zăpadă Koch, „dragonul Harter-Haithway”, setul Mandelbrot. Construcția unui model fractal se realizează folosind un fel de algoritm sau prin generarea automată a imaginilor folosind calcule folosind formule specifice. Modificarea valorilor în algoritmi sau a coeficienților în formule duce la modificări ale acestor imagini. Principalul avantaj al graficelor fractale este că numai algoritmii și formulele sunt salvate în fișierul imagine fractal.
Grafică 3D
Grafica tridimensională (grafică 3D) studiază tehnici și metode de creare a modelelor tridimensionale ale obiectelor care seamănă foarte mult cu cele reale. Astfel de imagini tridimensionale pot fi rotite și vizualizate din toate părțile. Pentru a crea imagini tridimensionale, se folosesc diverse forme grafice și suprafețe netede. Folosindu-le, se creează mai întâi cadrul unui obiect, apoi suprafața acestuia este acoperită cu materiale care sunt vizual similare cu cele reale. După aceasta, se efectuează iluminarea, gravitația, proprietățile atmosferice și alți parametri ai spațiului în care se află obiectul. Pentru obiectele în mișcare, indicați traiectoria mișcării și viteza.
Concepte de bază de grafică pe computer
În grafica computerizată, conceptul de rezoluție tinde să fie cel mai confuz, deoarece trebuie să ne confruntăm cu mai multe proprietăți ale diferitelor obiecte simultan. Este necesar să se facă distincția clară între rezoluția ecranului, rezoluția dispozitivului de imprimare și rezoluția imaginii. Toate aceste concepte se referă la obiecte diferite. Aceste tipuri de rezoluții nu au nicio legătură între ele până când trebuie să știi ce dimensiune fizică va avea imaginea de pe ecranul monitorului, imprimarea pe hârtie sau fișierul de pe hard disk.
Rezoluția ecranului este o proprietate a sistemului computerului (în funcție de monitor și placa video) și a sistemului de operare (în funcție de setările Windows). Rezoluția ecranului se măsoară în pixeli (puncte) și determină dimensiunea imaginii care poate încadra în întregime pe ecran.
Rezoluția imprimantei este o proprietate a imprimantei care exprimă numărul de puncte individuale care pot fi imprimate într-o zonă de lungime unitară. Se măsoară în unități de dpi (dots per inch) și determină dimensiunea unei imagini la o anumită calitate sau, dimpotrivă, calitatea unei imagini la o anumită dimensiune.
Rezoluția imaginii este o proprietate a imaginii în sine. De asemenea, se măsoară în puncte pe inch - dpiși este setat atunci când se creează o imagine într-un editor grafic sau se utilizează un scaner. Deci, pentru a vizualiza o imagine pe ecran, este suficient ca aceasta să aibă o rezoluție de 72 dpi, iar pentru imprimare pe o imprimantă - nu mai puțin de 300 dpi. Valoarea rezoluției imaginii este stocată în fișierul imagine.
Dimensiunea imaginii fizice determină dimensiunea imaginii pe verticală (înălțime) și pe orizontală (lățime); aceasta poate fi măsurată atât în pixeli, cât și în unități de lungime (milimetri, centimetri, inci). Este setat atunci când imaginea este creată și este stocată împreună cu fișierul. Dacă o imagine este pregătită pentru afișare pe un ecran, atunci lățimea și înălțimea ei sunt specificate în pixeli pentru a ști cât de mult din ecran ocupă. Dacă o imagine este în curs de pregătire pentru imprimare, atunci dimensiunea acesteia este specificată în unități de lungime pentru a ști cât de mult din foaia de hârtie va ocupa.
Dimensiunea fizică și rezoluția imaginii sunt indisolubil legate. Când modificați rezoluția, dimensiunea fizică se schimbă automat.
Când lucrați cu culoarea, sunt utilizate următoarele concepte: adâncimea culorii (numită și rezoluție de culoare) și modelul de culoare.
Un număr diferit de biți poate fi alocat pentru a codifica culoarea pixelului unei imagini. Aceasta determină câte culori pot fi afișate pe ecran în același timp. Cu cât codul de culoare binar este mai lung, cu atât mai multe culori pot fi utilizate în design. Adâncimea culorii este numărul de biți care sunt utilizați pentru a codifica culoarea unui pixel. Pentru a codifica o imagine în două culori (alb și negru), este suficient să aloci un bit pentru a reprezenta culoarea fiecărui pixel. Alocarea unui octet vă permite să codificați 256 de culori diferite. Doi octeți (16 biți) vă permit să definiți 65536 de culori diferite. Acest mod se numește High Color. Dacă sunt utilizați trei octeți (24 de biți) pentru a codifica culoarea, 16,5 milioane de culori pot fi afișate simultan. Acest mod se numește True Color. Dimensiunea fișierului în care este salvată imaginea depinde de adâncimea culorii.
Culorile în natură sunt rareori simple. Cele mai multe nuanțe de culoare sunt formate prin amestecarea culorilor primare. Se numește metoda de separare a unei nuanțe de culoare în componentele sale componente model de culoare. Există multe tipuri diferite de modele de culoare, dar grafica computerizată nu utilizează de obicei mai mult de trei. Aceste modele sunt cunoscute sub denumirile: RGB, CMYK, HSB.
Model de culoare RGB
Cel mai simplu și mai evident model este RGB. Acest model funcționează cu monitoare și televizoare de uz casnic. Orice culoare este considerată a fi formată din trei componente principale: roșu (roșu), verde (verde) și albastru (albastru). Aceste culori se numesc primare.
De asemenea, se crede că atunci când o componentă este suprapusă pe alta, luminozitatea culorii totale crește. Combinația celor trei componente oferă o culoare neutră (gri), care tinde spre alb la luminozitate ridicată. Aceasta corespunde cu ceea ce vedem pe ecranul monitorului, așa că acest model este întotdeauna folosit atunci când pregătim o imagine destinată a fi reprodusă pe ecran. Dacă imaginea este supusă procesării computerului într-un editor grafic, atunci ar trebui să fie prezentată și în acest model.
Se numește metoda de obținere a unei noi nuanțe prin însumarea luminozității componentelor constitutive metoda aditivă. Este folosit oriunde este vizualizată o imagine color în lumină transmisă („prin transmisie”): în monitoare, proiectoare de diapozitive etc. Nu este greu de ghicit că cu cât luminozitatea este mai mică, cu atât nuanța este mai întunecată. Prin urmare, în modelul aditiv, punctul central, care are valori ale componentelor zero (0,0,0), are o culoare neagră (fără strălucire a ecranului monitorului). Culoarea albă corespunde valorilor maxime ale componentelor (255, 255, 255). Modelul RGB este aditiv, iar componentele sale: roșu (255,0,0), verde (0,255,0) și albastru (0,0,255) se numesc culori primare.
Model de culoare CMYK
Acest model este folosit pentru a pregăti imaginile tipărite, mai degrabă decât cele pe ecran. Ele diferă prin faptul că nu sunt văzute în lumina transmisă, ci în lumina reflectată. Cu cât pui mai multă cerneală pe hârtie, cu atât absoarbe mai multă lumină și reflectă mai puțin. Combinația celor trei culori primare absoarbe aproape toată lumina incidentă, iar din exterior imaginea arată aproape neagră. Spre deosebire de modelul RGB, creșterea cantității de vopsea nu duce la o creștere a luminozității vizuale, ci mai degrabă la o scădere.
Prin urmare, pentru a pregăti imaginile tipărite, nu se folosește un model aditiv (însumând), ci model scădere (scădere).. Componentele de culoare ale acestui model nu sunt culorile primare, ci cele rezultate din scăderea culorilor primare din alb:
albastru (cian)= Alb - roșu = verde + albastru (0,255,255)
violet (liliac) (magenta)= Alb - verde = roșu + albastru (255,0,255)
galben= Alb - albastru = roșu + verde (255,255,0)
Aceste trei culori sunt numite adiţional, deoarece completează culorile primare cu alb.
O dificultate semnificativă în imprimare este culoarea neagră. Teoretic, poate fi obținut prin combinarea a trei culori primare sau suplimentare, dar în practică rezultatul se dovedește a fi nepotrivit. Prin urmare, o a patra componentă a fost adăugată modelului de culoare CMYK - negru. Acest sistem îi datorează litera K din numele său (negru).
În tipografii, imaginile color sunt tipărite în mai multe etape. Așezând pe rând imprimeuri cyan, magenta, galben și negru pe hârtie, se obține o ilustrație plină de culoare. Prin urmare, imaginea finită obținută pe un computer este împărțită în patru componente ale unei imagini monocolor înainte de imprimare. Acest proces se numește separare a culorilor. Editorii grafici moderni au instrumente pentru a efectua această operație.
Spre deosebire de modelul RGB, punctul central este alb (fără coloranți pe hârtie albă). La cele trei coordonate de culoare a fost adăugată o a patra - intensitatea vopselei negre. Axa neagră pare izolată, dar asta are sens: adăugarea componentelor colorate la negru va duce în continuare la negru. Oricine poate verifica adăugarea de culori în modelul CMYK luând creioane sau creioane albastre, gri și galbene. Un amestec de albastru și galben pe hârtie produce verde, violet și galben produce roșu etc. Când toate cele trei culori sunt amestecate, rezultatul este o culoare închisă nedeterminată. Prin urmare, în acest model era necesară în plus culoarea neagră.
Model de culoare HSB
Unele editoare grafice vă permit să lucrați cu modelul de culoare HSB. Dacă modelul RGB este cel mai convenabil pentru computere, iar modelul CMYK este cel mai convenabil pentru tipografii, atunci modelul HSB este cel mai convenabil pentru oameni. Este simplu și intuitiv. Modelul HSB are, de asemenea, trei componente: nuanță de culoare (Nuanță), saturație de culoare (saturație)Și luminozitatea culorii (luminozitate). Prin ajustarea acestor trei componente, puteți crea la fel de multe culori personalizate ca și în cazul altor modele. Nuanța unei culori indică numărul unei culori din paleta spectrală. Saturația culorii îi caracterizează intensitatea - cu cât este mai mare, cu atât culoarea este mai „pură”. Luminozitatea unei culori depinde de adăugarea de negru la o anumită culoare - cu cât este mai mare, cu atât culoarea este mai mică.
Modelul de culoare HSB este convenabil pentru utilizare în acele editori grafici care nu se concentrează pe procesarea imaginilor gata făcute, ci pe crearea lor cu propriile mâini. Există programe care vă permit să simulați diverse instrumente de artist (perise, pixuri, creioane, creioane), materiale de vopsea (acuarelă, guașă, ulei, cerneală, cărbune, pastel) și materiale de pânză (pânză, carton, hârtie de orez, etc.). La crearea propriei lucrări de artă, este convenabil să lucrezi în modelul HSB, iar odată terminat, acesta poate fi convertit într-un model RGB sau CMYK, în funcție de faptul dacă va fi folosit ca ilustrație ecranizată sau imprimată. Valoarea culorii este aleasă ca un vector care se extinde din centrul cercului. Punctul din centru reprezintă culoarea albă (neutră), iar punctele din jurul perimetrului reprezintă culori pure. Direcția vectorului determină nuanța de culoare și este specificată în modelul HSB în grade unghiulare. Lungimea vectorului determină saturația culorii. Luminozitatea culorii este setată pe o axă separată, al cărei punct zero este negru.
Formate grafice
Orice imagine grafică este salvată într-un fișier. Modul în care sunt așezate datele grafice atunci când sunt salvate într-un fișier determină formatul grafic al fișierului. Există formate de fișiere pentru imagini raster și imagini vectoriale.
Imaginile raster sunt salvate într-un fișier sub forma unui tabel dreptunghiular, în fiecare celulă din care este scris codul binar de culoare al pixelului corespunzător. Un astfel de fișier stochează date despre alte proprietăți ale imaginii grafice, precum și algoritmul său de compresie.
Imaginile vectoriale sunt salvate într-un fișier ca o listă de obiecte și valorile proprietăților acestora - coordonate, dimensiuni, culori etc.
Există un număr destul de mare de formate de fișiere grafice raster și vectoriale. Printre această varietate de formate, nu există unul ideal care să satisfacă toate cerințele posibile. Alegerea unuia sau altuia format pentru salvarea unei imagini depinde de scopurile și obiectivele lucrului cu imaginea. Dacă este necesară acuratețea fotografică a reproducerii culorilor, atunci se acordă preferință unuia dintre formatele raster. Este recomandabil să stocați sigle, diagrame și elemente de design în formate vectoriale. Formatul fișierului afectează cantitatea de memorie pe care o ocupă fișierul. Editorii grafici permit utilizatorului să aleagă independent formatul pentru salvarea imaginii. Dacă urmează să lucrați cu o imagine grafică într-un singur editor, este indicat să alegeți formatul pe care editorul îl oferă implicit. Dacă datele vor fi procesate de alte programe, merită să utilizați unul dintre formatele universale.
Există formate de fișiere grafice universale care acceptă simultan atât imagini vectoriale, cât și imagini raster.
Format PDF(Engleză: Portable Document Format) este conceput pentru a funcționa cu pachetul software Acrobat. În acest format, pot fi salvate imagini atât în format vectorial, cât și în format raster, text cu un număr mare de fonturi, link-uri hipertext și chiar setări pentru dispozitivul de imprimare. Dimensiunile fișierelor sunt destul de mici. Permite doar vizualizarea fișierelor; editarea imaginilor în acest format nu este posibilă.
Format EPS(Engleză: Encapsulated PostScript - encapsulated PostScript) - un format care este acceptat de programe pentru diferite sisteme de operare. Recomandat pentru tipărirea și crearea de ilustrații în sistemele de publicare desktop. Acest format vă permite să salvați un contur vectorial care va delimita imaginea raster.
Formate de fișiere grafice raster
Există câteva zeci de formate de fișiere imagine raster. Fiecare dintre ele are propriile sale calități pozitive, care determină oportunitatea utilizării sale atunci când se lucrează cu anumite programe. Să ne uităm la cele mai comune dintre ele.
Un format destul de comun este Bitmap(Engleză: imagine bit map - imagine bit map). Fișierele în acest format au extensia .BMP. Acest format este acceptat de aproape toate editorii de grafică raster. Principalul dezavantaj al formatului BMP este dimensiunea mare a fișierului din cauza lipsei de compresie.
Formatul este folosit pentru a stoca imagini multicolore JPEG(ing. Joint Photographic Expert Group - un grup mixt de experți în industria fotografiei), ale căror fișiere au extensia .JPG sau .JPEG. Vă permite să comprimați o imagine cu un factor mare (de până la 500 de ori) datorită pierderii ireversibile a unei părți a datelor, care degradează semnificativ calitatea imaginii. Cu cât o imagine are mai puține culori, cu atât efectul utilizării formatului JPEG este mai rău, dar pentru fotografiile color de pe ecran acest lucru este greu de observat.
Format GIF(Engleză: Graphics Interchange Format - graphic format for interchange) este cel mai compact dintre formatele grafice, care nu are pierderi de date și vă permite să reduceți dimensiunea fișierului de mai multe ori. Fișierele în acest format au extensia .GIF. Imaginile cu culori reduse (până la 256 de nuanțe), de exemplu, ilustrațiile desenate manual, sunt salvate și transmise în acest format. Formatul GIF are caracteristici interesante care vă permit să păstrați efecte precum transparența fundalului și animația imaginii. Formatul GIF vă permite și să înregistrați o imagine „prin linie”, astfel încât, având doar o parte din fișier, puteți vedea întreaga imagine, dar cu o rezoluție mai mică.
Format grafic PNG(Engleză: Portable Network Graphic) - un format de fișier grafic similar cu formatul GIF, dar care acceptă mult mai multe culori.
Pentru documentele care sunt transmise prin Internet, dimensiunea mică a fișierului este foarte importantă, deoarece viteza de acces la informații depinde de aceasta. Prin urmare, la pregătirea paginilor Web, sunt utilizate tipuri de formate grafice care au un raport ridicat de compresie a datelor: .JPEG, .GIF, .PNG.
În industria tipăririi sunt impuse cerințe deosebit de mari privind calitatea imaginii. Această industrie folosește un format special TIFF(ing. Format de fișier imagine etichetat - format de fișier imagine etichetat (etichetat). Fișierele în acest format au extensia .TIF sau .TIFF. Ele oferă compresie cu un coeficient suficient și capacitatea de a stoca date suplimentare în fișier, care în figură este situat în straturi auxiliare și conține adnotări și note pe figură.
Format PSD(Engleză: Document PhotoShop) Fișierele în acest format au extensia .PSD. Acesta este un format de program Photoshop care vă permite să înregistrați o imagine raster cu mai multe straturi, canale de culoare suplimentare, măști, de ex. acest format poate salva tot ceea ce utilizatorul a creat vizibil pe monitor.
Formate de fișiere grafice vectoriale
Există mult mai puține formate de fișiere cu grafică vectorială. Să dăm exemple dintre cele mai comune dintre ele.
WMF(Engleză: Windows MetaFile - Windows metafile) - un format universal pentru suplimente Windows. Folosit pentru a stoca o colecție de elemente grafice Microsoft Clip Gallery. Principalele dezavantaje sunt distorsiunea culorii și incapacitatea de a salva o serie de parametri suplimentari ai obiectului.
CGM(Engleză: Computer Graphic Metafile - metafișier de grafică pe computer) - folosește pe scară largă formatul standard al datelor grafice vectoriale de pe Internet.
CDR(Engleză: fișiere CorelDRaw - fișiere CorelDRaw) - un format utilizat în editorul de grafică vectorială Corel Draw.
A.I.- un format care este acceptat de editorul de vectori Adobe Illustrator.