Oma hea töö esitamine teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
Sarnased dokumendid
Arvutigraafika mõisted. GIF-vormingu eelised. Corel Draw programmi eristavad omadused. Adobe Photoshopi peamenüü käsud. Tööriistad ja nende tegevused. Photoshopi graafilise redaktori pilditöötluseks kasutamise kirjeldus.
kursusetöö, lisatud 18.04.2015
Vektor- ja rastergraafika kontseptsioon, rasterpildivormingud TIF, JPG, GIF. Graafikaprogrammide Adobe PhotoDeluxe, Paint Shop Pro, Adobe Photoshop, CorelDraw, AutoCAD omadused. Rakenduste loomine toodete maksumuse arvutamiseks, võttes arvesse allahindlusi.
kursusetöö, lisatud 08.12.2010
Üldinfo graafiliste redaktorite kohta, arvutiraster- ja vektorgraafika kontseptsioonid, vormingud. Graafiliste piltide töötlemise ja vaatamise kaasaegsete programmide ülevaade ja võrdlev analüüs: Paint, Corel Draw, Adobe Photoshop, MS PowerPoint.
lõputöö, lisatud 08.09.2010
Arvutigraafika tehnoloogia, graafilised failivormingud. Üldinfo ettevõtte ja Adobe Systems Inc tarkvaratoodete, liidese elementide kohta. Adobe Photoshop CS3 õpetuse lühikirjeldus, selle loomisel kasutatud tarkvara.
lõputöö, lisatud 23.06.2010
Rasterpiltide importimine ja kopeerimine CorelDRAW-i. CorelDRAW objektide teisendamine bitmapsiks. Rasterkujutiste efektid. Rastervärvi maskide kasutamine.
abstraktne, lisatud 21.12.2003
Arvutigraafika tüübid. Photoshop on programm rastergraafika loomiseks ja töötlemiseks. CorelDraw tarkvarapakett vektorgraafikaga töötamiseks. Rasterpiltide töötlemine Photoshopi abil. Kollaaži loomise etapid teemal "Muusika".
kursusetöö, lisatud 27.12.2014
Tööriistad rastergraafikaga töötamiseks. Rasterpiltide saamise allikad, nende eelised ja puudused. Rastergraafika redaktorid: Paint, Microsoft Picture-It, Adobe PhotoDeluxe, Paint Shop Pro, Microsoft PhotoDraw, Adobe Photoshop.
esitlus, lisatud 12.02.2014
Arvutigraafika mõiste. Adobe Photoshopi toetatud digifiltrite põhiomadused ja nendel põhinevad kunstilise pilditöötluse põhimõtted. Photoshopis mitmekihiliste piltidega töötamise põhimõtted.
kursusetöö, lisatud 10.06.2014
Viimase tosina aasta jooksul kutsusid graafikakaardid hiljem 3D kiirendid,
on arenduses kaugele jõudnud – alates esimestest SVGA-kiirenditest pole 3D-st üldse midagi
neile, kes ei teadnud, ja kõige kaasaegsematele mängu "koletistele", mis võtavad vastu
kõik funktsioonid, mis on seotud kolmemõõtmelise kujutise ettevalmistamise ja moodustamisega,
mida tootjad nimetavad "kinemaatiliseks". Loomulikult koos
Iga uue põlvkonna videokaartidega lisasid loojad mitte ainult täiendavaid
megahertsi ja megabaiti videomälu, aga ka palju erinevaid funktsioone ja efekte.
Vaatame miks ja mis kõige tähtsam, Mille eest kiirendid õppinud
viimastel aastatel ja mida see meile, 3D-mängude fännidele, annab.
Kuid kõigepealt oleks kasulik uurida, milliseid toiminguid programm (või mäng) teeb.
et lõpuks saada monitori ekraanile kolmemõõtmeline pilt. komplekt
selliseid toiminguid tavaliselt nimetatakse 3D konveier— iga ettevalmistav etapp
töötab eelmise tulemustega (edaspidi on terminid kaldkirjas,
mida on üksikasjalikumalt käsitletud meie "3D-graafika sõnastikus" lõpus
artiklid).
Esimeses, ettevalmistavas etapis määrab programm, milliseid objekte (3D-mudelid, kolmemõõtmelise maailma osad, spraidid jne), milliste tekstuuride ja efektidega, millistes kohtades ja millises faasis animatsiooni ekraanil kuvada. ekraan. Valitakse ka virtuaalkaamera asukoht ja suund, mille kaudu vaataja maailma vaatab. Kogu seda toorainet, mida edasi töödeldakse, nimetatakse 3D stseen.
Järgmiseks tuleb 3D-konveieri enda pööre. Esimene samm selles on tessellatsioon- keerukate pindade kolmnurkadeks jagamise protsess. Järgmised kohustuslikud sammud on omavahel seotud protsessid koordinaatide teisendus punktid või tipud, millest objektid koosnevad, nende valgustus, ja ka ära lõikamine stseeni nähtamatud alad.
Mõelgem koordinaatide teisendus. Meil on kolmemõõtmeline maailm, milles paiknevad mitmesugused kolmemõõtmelised objektid ja lõpuks on vaja sellest maailmast monitorile saada kahemõõtmeline lame pilt. Seetõttu läbivad kõik objektid erinevateks koordinaatsüsteemideks teisendamise mitu etappi, mida nimetatakse ka ruumid (ruumid). Alguses kohalik, või mudel, iga objekti koordinaadid teisendatakse globaalne, või maailm, koordinaadid. See tähendab, et kasutades teavet iga objekti asukoha, orientatsiooni, skaala ja praeguse animatsioonikaadri kohta, hangib programm kolmnurkade komplekti ühes koordinaatsüsteemis. Seejärel teisendatakse see järgmiseks kaamera koordinaatsüsteem (kaamera ruum), mille abil vaatleme simuleeritud maailma. Pärast seda algab loendus selle kaamera fookusest - sisuliselt justkui vaatleja "silmadest". Nüüd on kõige lihtsam välistada täiesti nähtamatu ( tagasilükkamine, või tapmine) ja "kärp" osaliselt nähtav ( lõikamine, või kärpimine) stseeni killud vaatleja jaoks.
Toodetakse paralleelselt valgustus (valgustus). Kasutades teavet kõigi stseeni paigutatud valgusallikate asukoha, värvi, tüübi ja tugevuse kohta, arvutatakse kolmnurga iga tipu valgustusaste ja värvus. Neid andmeid kasutatakse hiljem, kui rasterdamine. Päris lõpus, pärast perspektiivi korrigeerimist, teisendatakse koordinaadid uuesti, nüüd ümber ekraani ruum (ekraani ruum).
Siin lõpeb kolmemõõtmeline vektorkujutise töötlemine ja algab kahemõõtmelise töötlemise pööre, s.t. tekstureerimine Ja rasterdamine. Stseen kujutab nüüd pseudo-kolmemõõtmelisi kolmnurki, mis asuvad ekraani tasapinnal, kuid millel on teave iga tipu sügavuse kohta ekraani tasapinna suhtes. Rasterisaator arvutab välja kõigi kolmnurga moodustavate pikslite värvid ja asetab selle sisse raami puhver. Selleks kantakse kolmnurkadele tekstuure, sageli mitmes kihis (põhitekstuur, valgustav tekstuur, detailne tekstuur jne) ja erinevate režiimidega modulatsioon. Samuti tehakse lõppmakse valgustus kasutades mis tahes varjutavad mudelid, nüüd iga pildi piksli jaoks. Samas etapis teostatakse stseeni nähtamatute osade lõplik eemaldamine. Kolmnurgad võivad ju asuda vaatlejast erinevatel kaugustel, üksteisega täielikult või osaliselt kattuda või isegi ristuda. Tänapäeval kasutatakse algoritmi Z-puhver. Saadud pikslid asetatakse Z-puhvrisse ja kui kogu pilt on valmis, saab selle ekraanile kuvada ja järgmist saab hakata ehitama.
Nüüd, kui me mõistame 3D-konveieri struktuuri üldine vaade, vaatame üle
3D-kiirendite erinevate põlvkondade arhitektuuriliste erinevuste kohta. 3D-konveieri iga etapp
väga ressursimahukas, selle saamiseks on vaja miljoneid ja miljardeid toiminguid
pildiraam ning tekstureerimise ja rasterdamise kahemõõtmelised etapid on palju enamat
"ablasem" kui geomeetriline töötlemine varases vektorifaasis
konveier Nii et viige video riistvarasse võimalikult palju etappe
avaldab soodsat mõju 3D-graafika töötlemise kiirusele ja vähendab oluliselt protsessori koormust.
Esimese põlvkonna kiirendid kandsid ainult nende õlgadele viimane etapp- tekstureerimine
ja rasterdamine, pidi programm kõik eelnevad sammud ise kasutades välja arvutama
CPU. Renderdamine oli palju kiirem kui ilma 3D-kiirenduseta,
ju videokaart tegi juba kõige raskema osa tööst. Aga ikkagi tõusuga
3D-mängude stseenide keerukus, tarkvara transformatsioon ja valgustus muutusid kitsaks
kael, mis takistab kiiruse suurenemist. Seetõttu 3D-kiirendite käivitamisel
esimestest NVidia GeForce ja ATI Radeoni mudelitest plokk nimega T&L-plokk.
Nagu nimigi ütleb, vastutab ta selle eest ümberkujundamine Ja valgustus,
ehk nüüd ka 3D-konveieri algetappide jaoks. Veel õigem on talle helistada
TCL plokk (Ümberkujundamine—Lõikamine—Valgustus), sest
ära lõikamine on ka tema ülesanne. Seega riistvaralist T&L-i kasutav mäng
vabastab peaaegu täielikult keskprotsessori graafikaga töötamisest,
mis tähendab, et on võimalik seda "laadida" muude arvutustega,
olgu selleks siis füüsika või tehisintellekt.
Näib, et kõik on korras ja mida veel tahta? Kuid ärge unustage, et mis tahes funktsioonide ülekandmine "riistvarale" tähendab tarkvaralahendustele omasest paindlikkusest keeldumist. Ja riistvaralise T&L tulekuga jäid programmeerijatele ja disaineritele, kes soovisid rakendada mõnda ebatavalist efekti, vaid kolm võimalust: nad võisid T&L-i täielikult loobuda ja naasta aeglaste, kuid paindlike tarkvaraalgoritmide juurde või proovida seda protsessi sekkuda postitamise teel. -piltide töötlemine (mis pole alati võimalik ja kindlasti väga aeglane)... või ootama soovitud funktsiooni rakendamist järgmise põlvkonna videokaartides. Ka riistvaratootjad ei olnud selle olukorraga rahul - iga täiendav T&L-i laiendus muudab ju graafikakiibi keerukamaks ja videokaardi draiverite "paisu".
Nagu näeme, polnud videokaardi paindlikuks "mikrotasandil" juhtimiseks piisavalt võimalust. Ja seda võimalust pakkusid välja professionaalsed 3D-graafika loomise paketid. Seda nimetatakse varjutaja (varjutaja). Põhimõtteliselt on varjutaja väike programm, mis koosneb elementaarsetest operatsioonidest, mida sageli kasutatakse 3D-graafikas. Kiirendisse laaditud programm, mis juhib otseselt GPU enda tööd. Kui varem piirdus programmeerija etteantud töötlemismeetodite ja efektide komplektiga, siis nüüd saab ta luua sellest lihtsad juhised mis tahes programmid, mis võimaldavad teil rakendada mitmesuguseid efekte.
Vastavalt nende funktsioonidele jagunevad varjutajad kahte rühma: apikaalne(tipuvarjutajad)
Ja piksel(pikslivarjutajad). Esimesed asendavad kõik funktsioonid
Videokaardi T&L plokid ja nagu nimigi ütleb, töötavad kolmnurkade tippudega.
Viimastes kiirendimudelites on see plokk tegelikult eemaldatud – seda emuleeritakse
videodraiver, mis kasutab tipuvarjutajaid. Pikslivarjutajad pakuvad
paindlikud võimalused multitekstuuriploki programmeerimiseks ja töötamiseks
juba üksikute ekraanipikslitega.
Shadereid iseloomustab ka versiooninumber – iga järgnev lisab eelmistele järjest uusi funktsioone. Kõige värskem piksli- ja tipuvarjutajate spetsifikatsioon on täna versioon 2.0, mida toetab DirectX 9 ja sellele keskenduvad nii kiirendite tootjad kui ka uute mängude arendajad. Kasutajad, kes soovivad osta kaasaegset mänguvideokaarti, peaksid pöörama tähelepanu ka oma riistvaralisele toele. Sellegipoolest on varjunditehnoloogiatele üles ehitatud mängude laienemine alles algamas, nii et nii vanemaid tipuvarjutajaid (1.1) kui ka pikslivarjutajaid (1.3 ja 1.4) kasutatakse veel vähemalt aasta, vähemalt suhteliselt lihtsate efektide loomiseks – kuni DirectX 9-ni. -ühilduvad kiirendid ei muutu laiemaks.
Esimesed varjutajad koosnesid vaid mõnest käsust ja neid oli lihtne kirjutada madala tasemega montaažikeeles. Kuid varjundite efektide keerukuse suurenemisega, mis mõnikord moodustab kümneid ja sadu käske, tekkis vajadus mugavama ja kvaliteetsema varjundite kirjutamise keele järele. Kaks neist ilmusid korraga: NVidia Cg (C graafika jaoks) ja Microsoft HLSL (High Level Shading Language) - viimane on osa DirectX 9 standardist. Nende keelte eelised ja puudused ning muud nüansid pakuvad huvi ainult programmeerijatele, nii et me ei peatu neil üksikasjalikumalt
Nüüd vaatame, mida on vaja kõigi nende funktsioonide saamiseks
mida pakub selline kasulik tehnoloogia nagu uusima põlvkonna varjutajad. Kas see on vajalik
järgmine:
- DirectX-i uusim versioon, praegu DirectX 9.0b;
- videokaart, mis toetab DirectX 9;
- uusimad videokaardi draiverid (vanematel võivad mõned funktsioonid puududa);
- mäng, mis kasutab kõiki neid funktsioone ära.
Siinkohal tahaks võimalikud väärarusaamad ümber lükata. Mõned tõlgendavad praegu populaarset terminit "DirectX 9-ga ühilduv videokaart" järgmiselt: "selline videokaart töötab ja paljastab kõik oma võimalused ainult DirectX 9 API all" või "DirectX 9 tuleks arvutisse installida ainult sellisega. videokaart." See pole täiesti tõsi. Selline määratlus tähendab pigem: "sellel videokaardil on DirectX 9 spetsifikatsiooniga nõutavad võimalused."
3D-graafika sõnastik
 |
| Karusnaha simuleerimine varjutajate abil |
Teekide, liideste ja tavade komplekt 3D-graafikaga töötamiseks. Nüüd laialt
Kasutatakse kahte 3D API-d: avatud ja platvormideülene OpenGL (Open Graphics
Library) ja Microsoft Direct3D (teise nimega DirectX Graphics), mis on osa universaalsest
DirectX multimeediumi API.
3D kiirendi või 3D kiirendi
Videokaart, mis on võimeline käsitlema 3D-graafikat, vabastades seega keskprotsessori sellest rutiinsest tööst.
3D-konveier ehk renderduskonveier
Mitmeastmeline protsess sisemiste programmiandmete teisendamiseks ekraanil olevaks pildiks. Tavaliselt sisaldab see minimaalselt transformatsiooni ja valgustust, tekstureerimist ja rasterdamist.
3D stseen
3D-virtuaalmaailma osa, mida teatud ajahetkel renderdatakse.
Teravussügavus (teravussügavus)
"Kinoefekt", mis simuleerib tõelise filmikaamera teravussügavust (fookuskaugust), kusjuures fookuses olevad objektid näivad teravad ja teised udused.
Nihke kaardistamine (tekstuurimine nihkekaartidega)
Meetod väikeste reljeefsete detailide modelleerimiseks. Selle kasutamisel eriline
tekstuur – nihkekaart – määrab, kuidas pinna erinevad osad
on kumer või surutud põhikolmnurga suhtes, mille suhtes
seda efekti rakendatakse. Erinevalt reljeefsest tekstuurist on see meetod
"aus" ja muudab tegelikult objekti geomeetrilist kuju. Hüvasti
Ainult mõned uusimad 3D-kiirendid toetavad otseselt nihkekaarte.
MIP kaardistamine
Teisene meetod tekstureerimise kvaliteedi ja kiiruse parandamiseks on mitme tekstuurivariatsiooni loomine vähendatud eraldusvõimega (näiteks 128 128, 64 64, 32 32 jne), mida nimetatakse mip-tasemeteks. Kui objekt eemaldub, valitakse järjest peenemad tekstuurivalikud.
Liikumishägu (teise nimega ajaline antialiasing)
Üsna uus tehnika liikumise realistlikumaks edastamiseks, "hägustades" objektide kujutist nende liikumissuunas. Vaatajad on selle kinole omase efektiga harjunud, nii et ilma selleta tundub pilt elutu isegi kõrge FPS juures. Liikumishägu rakendatakse objekti korduva kaadrisse renderdamise teel selle liikumise erinevates faasides või pildi juba pikslitasandil “määrimise teel”.
Z-puhver
Z-puhverdamine on üks meetoditest pildi nähtamatute alade eemaldamiseks. Kell
seda kasutades salvestatakse kaugus videomällu iga ekraani piksli kohta
sellest punktist vaatlejani. Kaugust ennast nimetatakse stseeni sügavuseks ja seda
mäluala - Z-puhver. Kui ekraanil kuvatakse järgmine piksel, siis selle sügavus
võrreldakse Z-puhvrisse salvestatud eelmise piksli sügavusega samaga
koordinaadid ja kui see on suurem, siis praegust pikslit ei joonistata - see on nähtamatu.
Kui see on väiksem, sisestatakse selle värv kaadripuhvrisse ja uus sügavus
- Z-puhvrisse. See tagab, et kaugemad objektid kattuvad rohkem kui
lähedased.
Alfakanal ja alfa-segamine.
Tekstuur koos iga piksli RGB-vormingus värviteabega võib salvestada selle läbipaistvusastme, mida nimetatakse alfakanaliks. Renderdamise ajal "valguvad" varem joonistatud pikslite värvid erineval määral läbi ja segunevad väljundpiksli värviga, mille tulemuseks on erineva läbipaistvusega kujutis. Seda nimetatakse alfa segamiseks. Seda tehnikat kasutatakse väga sageli: vee, klaasi, udu, suitsu, tule ja muude poolläbipaistvate objektide simuleerimiseks.
Antialiasing
Meetod ebapiisava pildi eraldusvõime tõttu tekkivate "astmelise" efekti ja teravate hulknurga piiride vastu võitlemiseks. Enamasti rakendatakse seda pildi renderdamisel seatust palju kõrgema eraldusvõimega, millele järgneb interpoleerimine soovitud eraldusvõimega. Seetõttu on antialiasing endiselt väga nõudlik videomälu mahu ja 3D-kiirendi kiiruse suhtes.
Detailsed tekstuurid
Meetod, mis väldib tekstuuride hägusust objektist lähemal
ja saavutada peene pinnareljeefi efekt ilma suurust liigselt suurendamata
tekstuurid Selleks kasuta tavasuuruses põhitekstuuri, millele peale
väiksem on peal - tavalise müramustriga.
Kaadripuhver
Videomälu ala, kus toimub pildi moodustamise töö. Tavaliselt kasutatakse kahte (harvemini kolme) kaadripuhvrit: üks (eesmine ehk eesmine puhver) kuvatakse ekraanil ja teist (tagumine ehk tagumine puhver) kasutatakse renderdamiseks. Niipea kui järgmine pildiraam on valmis, vahetavad nad rolle: ekraanil kuvatakse teine puhver ja esimene joonistatakse ümber.
Valguskaardid
Lihtne ja siiani sageli kasutatav valgustuse simuleerimise meetod, mis seisneb põhitekstuurile teise tekstuuri – kiirgustiheduse kaardi – katmises, mille heledad ja tumedad osad vastavalt heledamaks või tumedamaks muudavad põhitekstuuri pilti. Valguskaardid arvutatakse ette, isegi 3D-maailma loomise etapis, ja salvestatakse kettale. See meetod sobib hästi suurte, staatiliselt valgustatud pindade puhul.
Keskkonna kaardistamine
Peegeldavate pindade jäljendamine spetsiaalse tekstuuri abil - keskkonnakaart, mis kujutab endast objekti ümbritseva maailma kujutist.
Multitekstureerimine
Mitme tekstuuri katmine ühe kiirendiga. Näiteks põhitekstuur,
kiirgustiheduse kaardid ja üksikasjalikud tekstuurikaardid. Kaasaegsed videokaardid suudavad
töödelda korraga vähemalt 3-4 tekstuuri. Kui multitekstuuri ei toetata
(või on vaja peale kanda rohkem kihte tekstuure, kui kiirendi suudab
"ühe korraga"), siis kasutatakse mitut passi, mis loomulikult
palju aeglasem.
Valgustus
Iga kolmnurga piksli värvi ja valgustuse arvutamise protsess
sõltuvalt läheduses asuvatest valgusallikatest, kasutades ühte
varjutusmeetoditest. Sageli kasutatakse järgmisi meetodeid:
- tasane varjutus. Kolmnurkadel on võrdne valgustus kogu nende pinnal;
- Gouraud varjutus. Kolmnurga üksikute tippude jaoks arvutatud valguse taseme ja värviteave lihtsalt interpoleeritakse kogu kolmnurga pinnale;
- Phongi varjutus. Valgustus arvutatakse iga piksli jaoks eraldi. Kõrgeima kvaliteediga meetod.
piksel
Üks punkt ekraanil, pildi minimaalne element. Seda iseloomustab värvisügavus bittides, mis määrab maksimaalse võimaliku värvide arvu ja tegeliku värviväärtuse.
Ruum ehk koordinaatsüsteem
Mingi osa kolmemõõtmelisest maailmast, milles loendamine toimub mingist koordinaatide lähtepunktist. Peab olema maailma koordinaatsüsteem, mille alguspunkti suhtes mõõdetakse kõigi teiste 3D-maailma objektide asukohta ja orientatsiooni ning igaühel neist on oma koordinaatsüsteem.
Protseduurilised tekstuurid
Tekstuurid, mille genereerivad erinevad algoritmid käigu pealt, mitte ei ole kunstnike poolt eelnevalt joonistatud. Protseduurilised tekstuurid võivad olla kas staatilised (puit, metall jne) või animeeritud (vesi, tuli, pilved). Protseduuriliste tekstuuride eelised on korduva mustri puudumine ja väiksemad videomälukulud animatsiooni jaoks. Kuid on ka puudus - arvutused on vajalikud protsessori või varjutajate abil.
Muhke kaardistamine
Mõju, mis annab konarlikule pinnale konarliku kaardi, kasutades täiendavat tekstuuri, mida nimetatakse konarlikuks kaardiks. Pinna geomeetria ei muutu, seega on efekt selgelt nähtav ainult dünaamiliste valgusallikate juuresolekul.
Renderdamine
Kolmemõõtmelise kujutise renderdamise protsess. Koosneb paljudest etappidest, mida ühiselt nimetatakse torujuhtmeks.
Texel
Piksel, aga mitte ekraan, vaid tekstuur. Selle minimaalne element.
Tekstuurimine või tekstuuri kaardistamine
Kõige tavalisem meetod pindade realistlikuks modelleerimiseks on tekstuuride katmine piltidega. Sel juhul võetakse loomulikult arvesse kolmnurga kaugust, perspektiivi ja orientatsiooni.
Tekstuur
Kahemõõtmeline pilt on bitmap, mis on "venitatud" 3D-objektile. Tekstuuride abil määratakse materjalile, millest objekt koosneb, mitmesuguseid parameetreid: selle muster (kõige traditsioonilisem rakendus), selle erinevate osade valgustusaste (valgustuskaart või valguskaart), peegeldamisvõime valgust (spekulaarne kaart) ja selle hajutamist (hajutatud kaart), ebatasasusi (muhkkaart) jne.
Tesselatsioon
Matemaatiliste funktsioonidega kirjeldatud keerukate hulknurkade ja kõverate pindade jagamine kolmnurkadeks, mis on 3D-kiirendi jaoks vastuvõetavad. See samm on sageli valikuline, näiteks koosnevad 3D-mudelid enamikus mängudes juba kolmnurkadest. Kuid näiteks Quake III: Arena ümarad seinad on näide objektist, mille jaoks on vajalik tessellatsioon.
Punkt või tipp (tipp)
Kolme koordinaadiga (x, y, z) määratletud punkt ruumis. Üksikuid punkte kasutatakse harva, kuid need on aluseks keerukamate objektide jaoks: jooned, kolmnurgad, punkti spraidid. Lisaks koordinaatidele endile saab punktile “kinnitada” muid andmeid: tekstuuri koordinaate, valgustuse ja udu omadusi jne.
Ümberkujundamine
Üldmõiste 3D-objektide mitmeastmelise teisendamise protsessi kohta kahemõõtmeliseks kujutiseks ekraanil. Esindab tippude hulga translatsiooni ühest koordinaatsüsteemist teise.
Kolmnurk
Peaaegu kogu kolmemõõtmeline graafika koosneb kolmnurkadest kui töötlemiseks kõige lihtsamatest ja mugavamatest primitiividest - kolm punkti määratlevad ruumis alati üheselt tasapinna, mida keerulisemate hulknurkade kohta öelda ei saa. Kõik muud hulknurgad ja kumerad pinnad jagatakse kolmnurkadeks (põhimõtteliselt lamedad alad), mida seejärel kasutatakse valgustuse arvutamiseks ja tekstuuride rakendamiseks. Seda protsessi nimetatakse tessellatsiooniks.
Tekstuuri filtreerimine
Meetod tekstureerimise kvaliteedi parandamiseks, kui kaugus vaatlejast muutub. Lihtsaim meetod— bilineaarne filtreerimine — kasutab nelja kõrvuti asetseva tekstuuritekseli keskmist värviväärtust. Keerulisem, trilineaarne filtreerimine, kasutab ka MIP-tasemete teavet. Kõige kaasaegsem ja kvaliteetsem (ja samal ajal ka aeglasem) meetod on anisotroopne filtreerimine, mis arvutab saadud väärtuse, kasutades tervet komplekti (tavaliselt 8 kuni 32) läheduses asuvaid tekseleid.
Varjutaja (varjutaja)
Väike programm graafikaprotsessori (GPU) kiirendi jaoks, mis määrab
talle viis kolmemõõtmelise graafika töötlemiseks.
| Mõned võimalused on rakendatud Varjutajate kasutamine
|
| Huvitavad lingid
www.scene.org www.nvidia.com/view.asp?PAGE=demo_catalog www.nvidia.com/search.asp?keywords=Demo www.cgshaders.org |
Ekraan on jagatud kindla arvu videopiksliteks, mis moodustavad kindla arvu ridade ja veergude graafilise ruudustiku (rastri). Graafikaruudustiku suurust esitatakse tavaliselt kujul NxM, kus N on videopikslite arv horisontaalselt ja M vertikaalsete pikslite arv.
Mustvalge pildi puhul võib igal ekraanipunktil olla üks kahest olekust (must või valge), see tähendab, et selle oleku salvestamiseks on vaja 1 bitti. See tähendab, et rastermustvalge kujutis, mis koosneb 600 reast ja 800 punktist igal real (600 x 800), kaalub baiti (58,6 KB).
Värvipildid genereeritakse vastavalt iga videomällu salvestatud piksli binaarsele värvikoodile. Värvilistel piltidel võib olla erinev värvisügavus, mille määrab punkti värvi kodeerimiseks kasutatud bittide arv. Kõige tavalisemad värvisügavused on 4, 8, 16 või 24 bitti punkti kohta.
Näiteks kui ühe piksli värvi määrab 2 bitti, siis on meil 4 (2 2) võimalikku 0 ja 1 kombinatsiooni: 00, 01, 10, 11. See tähendab, et saab kodeerida 4 värvi. Kui värvisügavus on 24 bitti, siis on pildil erinevad värvitoonid.
Arvutame 800 x 600 eraldusvõimega rasterfaili mahu, mille värvisügavus on 24 bitti piksli kohta 800 * 600 * 24 = bitt = bait = 1406,25 KB = 1,37 MB.
Raster- ja vektorgraafika võrdlus Võrdluskriteerium Rastergraafika Vektorgraafika Kujutise esitusviis Pilt on koostatud paljudest pikslitest Pilti kirjeldatakse käskude jadana Reaalmaailma objektide kujutamine Kasutatakse tõhusalt reaalsete objektide kujutamiseks Ei võimalda saavutada fotograafilist kvaliteeti pilt Pilditöötluse kvaliteet Kujutiste skaleerimisel ja pööramisel tekivad probleemid moonutused Lihtne teisendada ilma kvaliteeti kaotamata Prindifunktsioonid Kergesti prinditav Ei prindita, kvaliteet pole garanteeritud Mälu maht Rasterpiltide salvestamine nõuab palju mälu Vektorkujutised võtavad suhteliselt vähe mälust.
Värvimudeleid saab jagada kolme klassi: Additive Additive - põhineb värvide liitmisel Subtractive Subtractive - põhineb värvide lahutamisel Tajuline Tajuline - põhineb tajul (taju - sensoorne taju, asjade peegeldus meeles läbi meelte)
Lisavärvimudel: punane – punane, Roheline – roheline, Sinine – sinine Lisavärvimudelit tähistatakse tavaliselt lühendiga RGB (punane – punane, Roheline – roheline, Sinine – sinine). Kasutaja saab luua oma värvipaleti, kombineerides 256 punase, rohelise ja sinise tooni (256 * 256 * 256 = värvid)
Tajutav värvimudel HSB HSB – Hue – värvitoon, toon, Küllastus – küllastus, kontrast, Heledus – heledus. HSV HSV – Hue – värvitoon, Saturation – küllastus, Väärtus – heleduse väärtus. HLS HLS – Hue – värvitoon, Lightness – valgustus, Saturation – küllastus.
Rastervormingud Rasterkujutise failid salvestavad: Pildi suurus – pildil olevate videopikslite arv horisontaalselt ja vertikaalselt; Bitisügavus – bittide arv, mida kasutatakse ühe videopiksli värvi salvestamiseks; Joonist kirjeldavad andmed (joonise iga videopiksli värv), samuti veidi lisateavet.
TIFF – toetavad enamik rastergraafika redaktoreid ja lauaarvuti avaldamissüsteeme, vektorgraafika redaktoreid, mis toetavad rasterobjekte. Soovitatav kasutada avaldamissüsteemidega töötamisel. PSD on Adobe Photoshopi patenteeritud vorming. See vorming salvestab pildi koos suure hulga tööteabega, mida pildi loomisel kasutati. BMP on vorming rasterpiltide salvestamiseks Windowsi operatsioonisüsteemis. Seda toetavad kõik Windowsi all töötavad graafilised redaktorid. Soovitatav andmete salvestamiseks ja vahetamiseks teiste rakendustega. JPEG on rastergraafika failivorming, mis rakendab skannitud fotode ja illustratsioonide jaoks tõhusat tihendusalgoritmi (JPEG meetod). Tihendusalgoritm võimaldab teil faili suurust kümneid kordi vähendada, kuid viib mõne teabe pöördumatu kadumiseni. Toetavad erinevate operatsioonisüsteemide rakendused. Kasutatakse graafiliste piltide paigutamiseks Interneti veebilehtedele. GIF – 256 värvi ja piisava failitihendusastmega rastervorming. Kehtib ainult elektroonilistele dokumentidele. Sisaldab kadudeta pakkimisalgoritmi, mis võimaldab teil faili suurust mitu korda vähendada. Soovitatav piiratud arvu värvidega (kuni 256) programmiliselt loodud piltide (diagrammid, graafikud jne) ja jooniste (nt aplikatsioon) salvestamiseks. Kasutatakse graafiliste piltide paigutamiseks Interneti veebilehtedele. PNG on GIF-vorminguga sarnane rastergraafika failivorming. Soovitatav graafiliste kujutiste paigutamiseks Interneti veebilehtedele. WMF on universaalne vektorgraafika failivorming Windowsi rakenduste jaoks. Kasutatakse Microsoft Clip Gallery graafikakogu salvestamiseks. EPS-i vektorgraafika failivormingut toetavad erinevate operatsioonisüsteemide programmid. Soovitatav trükkimiseks ja illustratsioonide loomiseks lauaarvutikirjastussüsteemides. CDR on originaalne vektorgraafika failivorming, mida kasutatakse CorelDraw vektorgraafika töötlemise süsteemis. Kui kavatsete töötada graafilise failiga ainult ühes antud rakenduses, on soovitatav valida originaalvorming. Kui teil on vaja andmeid teisaldada teise rakendusse, teise keskkonda või teisele kasutajale, peaksite kasutama universaalset vormingut. GIF- ja JPEG-vorminguid kasutatakse peamiselt Internetis.
Vektorvormingud: vektorvormingus ei salvestata pikslikoode, vaid graafiliste objektide konstrueerimise algoritmide parameetreid. Erinevad vektorvormingud erinevad käskude komplekti ja nende kodeerimisviisi poolest. Seetõttu ei teisendata ühes vektorredaktoris loodud pilti reeglina ilma vigadeta teise programmi vormingusse.
Universaalsed vormingud Enamik vektorvorminguid toetab ka rasterobjekte. See võimaldab kombineerida vektor- ja rastergraafikat ühe joonise sees. Universaalsed vormingud võimaldavad teil avada nendes vormingutes esitatud dokumente mis tahes graafika- ja avaldamisprogrammides.
EPS on Adobe Illustratori töövorming. Seda vormingut toetab enamik vektorgraafika redaktoreid. Ekraanipilt ei kajasta täpselt tegelikku asja ja nõuab spetsiaalseid vaatajaid. CDR on CorelDraw vektorredaktori töövorming. Paljud programmid saavad importida CDR-faile. PDF on riistvarast sõltumatu, see tähendab, et pildiväljund on vastuvõetav igas seadmes.
Arvutigraafika on arvutiteaduse haru, mis uurib arvutitehnoloogia abil graafiliste kujutiste loomise ja töötlemise vahendeid ja meetodeid. Vaatamata sellele, et töötada arvutigraafika Tarkvara klasse on palju, arvutigraafikat on nelja tüüpi. See rastergraafika, vektorgraafika, kolmemõõtmeline ja fraktaalgraafika. Need erinevad kujutise moodustamise põhimõtete poolest monitori ekraanil kuvamisel või paberile printimisel.
Rastergraafikat kasutatakse elektrooniliste (multimeedia) ja trükiväljaannete väljatöötamisel. Rastergraafika abil tehtud illustratsioone luuakse harva käsitsi arvutiprogrammid. Kõige sagedamini kasutatakse selleks kunstniku koostatud skaneeritud illustratsioone paberil või fotodel. Viimasel ajal on digitaalsed foto- ja videokaamerad leidnud laialdast kasutust rasterpiltide arvutisse sisestamiseks. Sellest lähtuvalt on enamik rasterillustratsioonidega töötamiseks mõeldud graafilisi redaktoreid keskendunud mitte niivõrd piltide loomisele, vaid nende töötlemisele. Internetis kasutatakse rasterillustratsioone juhtudel, kui on vaja edasi anda värvilise pildi kogu varjundite vahemik.
Vektorgraafikaga töötamiseks mõeldud tarkvaratööriistad, vastupidi, on mõeldud eelkõige illustratsioonide loomiseks ja vähemal määral ka nende töötlemiseks. Selliseid tööriistu kasutatakse laialdaselt reklaamiagentuurides, disainibüroodes, toimetustes ja kirjastustes. Fontide ja lihtsate geomeetriliste elementide kasutamisel põhinevat kujundustööd on vektorgraafikat kasutades palju lihtsam lahendada. On näiteid väga kunstipärastest vektorgraafikaga loodud teostest, kuid need on pigem erand kui reegel, kuna illustratsioonide kunstiline ettevalmistamine vektorgraafika abil on äärmiselt keeruline.
Kolmemõõtmelist graafikat kasutatakse laialdaselt inseneriprogrammeerimises, füüsiliste objektide ja protsesside arvutimodelleerimises, animatsioonis, kinematograafias ja arvutimängudes.
Tarkvaratööriistad fraktaalgraafikaga töötamiseks on loodud piltide automaatseks genereerimiseks matemaatiliste arvutuste abil. Fraktaalse kunstilise kompositsiooni loomine ei seisne mitte joonistamises ega disainis, vaid programmeerimises. Fraktaalgraafikat kasutatakse trükitud või elektrooniliste dokumentide loomiseks harva, kuid sageli kasutatakse seda meelelahutusprogrammides.
Rastergraafika
Rasterkujutise peamine (väikseim) element on punkt. Kui pilt on ekraanil, nimetatakse seda punkti piksel. Igal rasterpildi pikslil on omadused: paigutus ja värv. Mida suurem on pikslite arv ja väiksem nende suurus, seda parem pilt välja näeb. Suured andmemahud on rasterpiltide kasutamisel suureks väljakutseks. Aktiivne töö suurte illustratsioonidega, näiteks ajakirjaribadega, nõuab erakordselt suure RAM-iga (128 MB või rohkem) arvuteid. Loomulikult peavad sellistel arvutitel olema ka suure jõudlusega protsessorid. Teine rasterpiltide puudus on see, et neid ei saa detailide vaatamiseks suurendada. Kuna pilt koosneb punktidest, siis pildi suurendamisel muutuvad punktid ainult suuremaks ja sarnanevad mosaiigiga. Rasterpildi suurendamisel ei ole võimalik näha mingeid täiendavaid detaile. Lisaks moonutab rastripunktide suurendamine visuaalselt illustratsiooni ja muudab selle karedaks. Seda efekti nimetatakse pikslimiseks.
Vektorgraafika
Nii nagu rastergraafikas on pildi põhielement punkt, nii on vektorgraafikas pildi põhielement rida(pole vahet, kas see on sirgjoon või kõver). Muidugi on rastergraafikas ka jooni, kuid seal käsitletakse neid punktide kombinatsioonidena. Iga rastergraafika joonepunkti jaoks eraldatakse üks või mitu mälulahtrit (mida rohkem värve punktidel võib olla, seda rohkem lahtreid neile eraldatakse). Seega, mida pikem on rastrijoon, seda rohkem mälu see võtab. Vektorgraafikas ei sõltu joone poolt hõivatud mälu maht joone suurusest, kuna joont esitatakse valemina või täpsemalt mitme parameetri kujul. Mida iganes me selle reaga teeme, muutuvad ainult selle parameetrid, mis on salvestatud mälurakkudesse. Lahtrite arv jääb iga rea puhul muutumatuks.
Joon on elementaarne vektorgraafika objekt. Vektorillustratsioonis koosneb kõik joontest. Lihtsamad objektid kombineeritakse keerulisemateks, näiteks võib nelinurkobjekti mõelda nelja ühendatud joonena, kuupobjekti aga veelgi keerulisem: seda võib pidada kas kaheteistkümneks ühendatud sirgeks või kuueks ühendatud nelinurgaks. Selle lähenemisviisi tõttu nimetatakse vektorgraafikat sageli objektorienteeritud graafikaks. Me ütlesime, et vektorgraafika objektid salvestatakse mällu parameetrite kogumina, kuid ei tohi unustada, et kõik pildid kuvatakse ekraanil ikkagi punktidena (lihtsalt seetõttu, et ekraan on nii kujundatud). Enne iga objekti ekraanile kuvamist arvutab programm välja objekti pildil olevate ekraanipunktide koordinaadid, mistõttu vektorgraafikat nimetatakse mõnikord arvutatud graafikaks. Sarnased arvutused tehakse ka objektide printerisse väljastamisel. Nagu kõigil objektidel, on ka joontel omadused. Need omadused hõlmavad järgmist: joone kuju, paksus, värvus, joone iseloom(tahke, täpiline jne). Suletud liinidel on täitmise omadus. Suletud ahela sisemist ala saab täita värvi, tekstuuri, kaardiga. Lihtsamal real, kui see pole suletud, on kaks tippu, mida nimetatakse sõlmedeks. Sõlmedel on ka omadused, mis määravad, kuidas rea ülaosa välja näeb ja kuidas kaks joont üksteisega ühenduvad.
Fraktalgraafika
Fraktal on muster, mis koosneb üksteisega sarnastest elementidest. Olemas suur hulk graafilised pildid, mis on fraktalid: Sierpinski kolmnurk, Kochi lumehelves, Harter-Haithway “draakon”, Mandelbroti komplekt. Fraktaalmustri konstrueerimine toimub mingisuguse algoritmi abil või kujutiste automaatse genereerimisega, kasutades arvutusi konkreetsete valemite abil. Algoritmide väärtuste või valemite koefitsientide muutmine toob kaasa nende piltide muutmise. Fraktaalgraafika peamine eelis on see, et fraktaalpildifaili salvestatakse ainult algoritmid ja valemid.
3D graafika
Kolmemõõtmeline graafika (3D-graafika) uurib tehnikaid ja meetodeid kolmemõõtmeliste objektide mudelite loomiseks, mis sarnanevad reaalsete objektidega. Selliseid kolmemõõtmelisi pilte saab pöörata ja vaadata igast küljest. Kolmemõõtmeliste piltide loomiseks kasutatakse erinevaid graafilisi kujundeid ja siledaid pindu. Neid kasutades luuakse esmalt objekti raam, seejärel kaetakse selle pind materjalidega, mis on visuaalselt sarnased päris omadega. Pärast seda tehakse objekti asukoha ruumi valgustamine, gravitatsioon, atmosfääri omadused ja muud parameetrid. Liikuvate objektide puhul märkige liikumise trajektoor ja kiirus.
Arvutigraafika põhimõisted
Arvutigraafikas kipub eraldusvõime mõiste olema kõige segadusttekitavam, kuna peame korraga tegelema erinevate objektide mitme omadusega. On vaja selgelt eristada ekraani eraldusvõimet, prindiseadme eraldusvõimet ja pildi eraldusvõimet. Kõik need mõisted viitavad erinevatele objektidele. Seda tüüpi eraldusvõimed ei ole omavahel seotud enne, kui peate teadma, milline on monitori ekraanil, paberile prinditud või kõvakettal oleva faili füüsiline suurus.
Ekraani eraldusvõime on arvutisüsteemi (olenevalt monitorist ja videokaardist) ja operatsioonisüsteemi (olenevalt Windowsi seaded). Ekraani eraldusvõimet mõõdetakse pikslites (punktides) ja see määrab pildi suuruse, mis mahub täielikult ekraanile.
Printeri eraldusvõime on printeri omadus, mis väljendab üksikute punktide arvu, mida saab ühiku pikkusele printida. Seda mõõdetakse ühikutes dpi (dots per inch) ja see määrab pildi suuruse antud kvaliteedi juures või, vastupidi, pildi kvaliteedi antud suuruses.
Pildi eraldusvõime on pildi enda omadus. Seda mõõdetakse ka punktides tolli kohta - dpi ja määratakse pildi loomisel graafikaredaktoris või skanneri kasutamisel. Nii et pildi kuvamiseks ekraanil piisab, kui selle eraldusvõime on 72 dpi ja printerile printimiseks mitte vähem kui 300 dpi. Pildi eraldusvõime väärtus salvestatakse pildifaili.
Füüsiline pildi suurus määrab pildi suuruse vertikaalselt (kõrgus) ja horisontaalselt (laius), seda saab mõõta nii pikslites kui ka pikkusühikutes (millimeetrites, sentimeetrites, tollides); See määratakse pildi loomisel ja salvestatakse koos failiga. Kui pilti valmistatakse ette ekraanil kuvamiseks, määratakse selle laius ja kõrgus pikslites, et teada saada, kui suure osa ekraanist see hõivab. Kui pilti valmistatakse ette printimiseks, siis määratakse selle suurus pikkusühikutes, et teada saada, kui suure osa paberilehest see enda alla võtab.
Füüsiline suurus ja pildi eraldusvõime on lahutamatult seotud. Kui muudate eraldusvõimet, muutub füüsiline suurus automaatselt.
Värviga töötamisel kasutatakse järgmisi mõisteid: värvisügavus (nimetatakse ka värvieraldusvõimeks) ja värvimudel.
Pildi piksli värvi kodeerimiseks saab eraldada erineva arvu bitte. See määrab, kui palju värve saab ekraanil korraga kuvada. Mida pikem on binaarne värvikood, seda rohkem värve saab kujunduses kasutada. Värvi sügavus on bittide arv, mida kasutatakse ühe piksli värvi kodeerimiseks. Kahevärvilise (must-valge) pildi kodeerimiseks piisab, kui eraldada iga piksli värvi esindamiseks üks bitt. Ühe baidi eraldamine võimaldab kodeerida 256 erinevat värvi. Kaks baiti (16 bitti) võimaldavad defineerida 65536 erinevat värvi. Seda režiimi nimetatakse High Color. Kui värvi kodeerimiseks kasutatakse kolme baiti (24 bitti), saab korraga kuvada 16,5 miljonit värvi. Seda režiimi nimetatakse tõeliseks värviks. Faili suurus, kuhu pilt salvestatakse, sõltub värvisügavusest.
Looduses on värvid harva lihtsad. Enamik värvitoone tekib põhivärvide segamisel. Nimetatakse meetodit värvivarjundi jagamiseks selle komponentideks värvi mudel. Värvimudeleid on palju erinevaid, kuid arvutigraafika puhul ei kasutata tavaliselt rohkem kui kolme. Need mudelid on tuntud nimede all: RGB, CMYK, HSB.
RGB värvimudel
RGB-mudel on kõige lihtsamini mõistetav ja kõige ilmsem. See mudel töötab monitoride ja majapidamisteleritega. Kõik värvid koosnevad kolmest põhikomponendist: punane (punane), roheline (roheline) ja sinine (sinine). Neid värve nimetatakse esmaseks.
Samuti arvatakse, et kui üks komponent asetatakse teise peale, suureneb kogu värvi heledus. Kolme komponendi kombinatsioon annab neutraalse värvi (halli), mis kipub suure heledusega valgeks minema. See vastab sellele, mida näeme monitori ekraanil, nii et seda mudelit kasutatakse alati ekraanil taasesitamiseks mõeldud pildi ettevalmistamisel. Kui pilt läbib arvutitöötluse graafikaredaktoris, tuleks see ka selles mudelis esitada.
Nimetatakse meetodit uue tooni saamiseks koostisosade heleduse summeerimise teel aditiivne meetod. Seda kasutatakse kõikjal, kus värvilist pilti vaadatakse läbiva valguse käes (“läbi ülekande”): monitorides, slaidiprojektorites jne. Pole raske arvata, et mida madalam heledus, seda tumedam on toon. Seetõttu on aditiivses mudelis keskpunkt, millel on nullkomponendi väärtused (0,0,0), musta värvi (monitori ekraan ei sära). Valge värv vastab komponentide maksimaalsetele väärtustele (255, 255, 255). RGB mudel on aditiivne ja selle komponendid: punane (255,0,0), roheline (0,255,0) ja sinine (0,0,255) on nn. põhivärvid.
CMYK värvimudel
Seda mudelit kasutatakse prinditud kujutiste, mitte ekraanipiltide ettevalmistamiseks. Need erinevad selle poolest, et neid nähakse mitte läbiva valguse, vaid peegeldunud valguse käes. Mida rohkem tinti paberile panete, seda rohkem valgust see neelab ja seda vähem peegeldab. Kolme põhivärvi kombinatsioon neelab peaaegu kogu langeva valguse ja väljastpoolt tundub pilt peaaegu must. Erinevalt RGB mudelist ei too värvikoguse suurendamine kaasa visuaalse heleduse suurenemist, vaid pigem selle vähenemist.
Seetõttu ei kasutata trükitud piltide ettevalmistamiseks mitte liitvat (summeerivat) mudelit, vaid lahutav (lahutav) mudel. Selle mudeli värvikomponendid ei ole põhivärvid, vaid need, mis tulenevad põhivärvide valgest lahutamisest:
sinine (tsüaan)= valge - punane = roheline + sinine (0 255 255)
lilla (lilla) (magenta)= Valge - roheline = punane + sinine (255,0,255)
kollane= valge - sinine = punane + roheline (255 255,0)
Neid kolme värvi nimetatakse täiendavad, sest need täiendavad põhivärve valgeks.
Märkimisväärseks raskuseks printimisel on must värv. Teoreetiliselt võib selle saada kolme põhi- või lisavärvi kombineerimisel, kuid praktikas osutub tulemus ebasobivaks. Seetõttu on CMYK värvimudelisse lisatud neljas komponent - must. See süsteem võlgneb talle nimes K-tähe (must).
Trükikodades trükitakse värvipilte mitmes etapis. Pannes paberile kordamööda tsüaani, magenta, kollase ja musta väljatrükki, saadakse täisvärviline illustratsioon. Seetõttu jagatakse arvutis saadud valmis pilt enne printimist ühevärvilise pildi neljaks komponendiks. Seda protsessi nimetatakse värvide eraldamiseks. Kaasaegsetel graafilistel redaktoritel on selle toimingu tegemiseks tööriistad.
Erinevalt RGB mudelist on keskpunkt valge (valgel paberil pole värvaineid). Kolmele värvikoordinaadile on lisatud neljas – musta värvi intensiivsus. Must telg tundub isoleeritud, kuid see on loogiline: kui lisate mustale värvilised komponendid, saate ikkagi musta. Igaüks saab CMYK mudeli värvide lisandumist kontrollida, võttes kätte sinised, hallid ja kollased pliiatsid või viltpliiatsid. Sinise ja kollase segu paberil annab rohelise, lilla ja kollane punast jne. Kui kõik kolm värvi segada, on tulemuseks ebamäärane tume värv. Seetõttu oli selles mudelis vaja lisaks musta värvi.
HSB värvimudel
Mõned graafilised redaktorid võimaldavad teil töötada HSB värvimudeliga. Kui RGB-mudel on kõige mugavam arvutitele ja CMYK-mudel trükikodadele, siis HSB-mudel on kõige mugavam inimesele. See on lihtne ja intuitiivne. HSB mudelil on ka kolm komponenti: värvitoon (Hue), värviküllastus (küllastus) Ja värvi heledus (Brightness). Neid kolme komponenti reguleerides saate luua sama palju juhuslikke värve kui teiste mudelite puhul. Värvi toon näitab värvi numbrit spektripaletis. Värviküllastus iseloomustab selle intensiivsust - mida kõrgem see on, seda puhtam on värv. Värvi heledus sõltub musta lisamisest antud värvile – mida rohkem seda on, seda vähem heledust värv on.
HSB värvimudelit on mugav kasutada nendes graafilistes redaktorites, mis pole keskendunud valmispiltide töötlemisele, vaid nende oma kätega loomisele. On programme, mis võimaldavad simuleerida erinevaid kunstnike tööriistu (pintslid, pastakad, viltpliiatsid, pliiatsid), värvimaterjale (akvarell, guašš, õli, tint, süsi, pastell) ja lõuendimaterjale (lõuend, papp, riisipaber, jne). Oma kunstiteost luues on mugav töötada HSB mudeliga ja kui see on valmis, saab selle teisendada RGB või CMYK mudeliks, olenevalt sellest, kas seda kasutatakse ekraani- või trükiillustratsioonina. Värvi väärtus valitakse ringi keskpunktist ulatuva vektorina. Keskel olev punkt tähistab valget (neutraalset) värvi ja perimeetri ümber olevad täpid tähistavad puhtaid värve. Vektori suund määrab värvitooni ja on HSB mudelis määratud nurgakraadides. Vektori pikkus määrab värviküllastuse. Värvi heledus on seatud eraldi teljele, mille nullpunkt on must.
Graafilised vormingud
Kõik graafilised kujutised salvestatakse faili. Graafiliste andmete paigutamise viis faili salvestamisel määrab faili graafilise vormingu. Raster- ja vektorpiltide jaoks on olemas failivormingud.
Rasterpildid salvestatakse faili ristkülikukujulise tabeli kujul, mille igasse lahtrisse on kirjutatud vastava piksli binaarne värvikood. Selline fail salvestab andmeid graafilise kujutise muude omaduste ja pakkimisalgoritmi kohta.
Vektorpildid salvestatakse faili objektide loendina ja nende omaduste väärtused - koordinaadid, suurused, värvid jne.
Nii raster- kui ka vektorgraafika failivorminguid on üsna palju. Selle vormingu mitmekesisuse hulgas pole ideaalset, mis vastaks kõigile võimalikele nõuetele. Pildi salvestamiseks ühe või teise vormingu valik sõltub pildiga töötamise eesmärkidest ja eesmärkidest. Kui on vaja värvide taasesituse fotograafilist täpsust, eelistatakse ühte rastervormingut. Logod, diagrammid ja kujunduselemendid on soovitatav salvestada vektorvormingus. Failivorming mõjutab faili hõivatud mälumahtu. Graafilised redaktorid võimaldavad kasutajal iseseisvalt valida pildi salvestamise vormingu. Kui kavatsete töötada graafilise pildiga ainult ühes redaktoris, on soovitatav valida vorming, mida redaktor vaikimisi pakub. Kui andmeid hakkavad töötlema teised programmid, tasub kasutada üht universaalsetest vormingutest.
On olemas universaalsed graafikafailivormingud, mis toetavad samaaegselt nii vektor- kui ka rasterkujutisi.
Vorming PDF(inglise keeles: Portable Document Format) on loodud töötama koos Acrobati tarkvarapaketiga. Selles vormingus saab salvestada pilte nii vektor- kui rastervormingus, suure hulga fontidega teksti, hüperteksti linke ja isegi printimisseadme sätteid. Failide suurused on üsna väikesed. See võimaldab ainult failide vaatamist selles vormingus ei ole võimalik.
Vorming EPS(inglise keeles: Encapsulated PostScript – encapsulated postscript) – formaat, mida toetavad erinevate operatsioonisüsteemide programmid. Soovitatav trükkimiseks ja illustratsioonide loomiseks lauaarvutikirjastussüsteemides. See vorming võimaldab salvestada vektorkontuuri, mis piirab rasterpilti.
Rastergraafika failivormingud
Rasterkujutise failivorminguid on mitukümmend. Igal neist on oma positiivsed omadused, mis määravad selle kasutamise otstarbekuse teatud programmidega töötamisel. Vaatame neist levinumaid.
Üsna levinud formaat on Bitmap(inglise keeles: Bit map image - image bit map). Selles vormingus failidel on laiend .BMP. Seda vormingut toetavad peaaegu kõik rastergraafika redaktorid. BMP-vormingu peamine puudus on suur suurus failid tihendamise puudumise tõttu.
Seda vormingut kasutatakse mitmevärviliste piltide salvestamiseks JPEG(ing. Joint Photographic Expert Group – fotograafiatööstuse ühine ekspertgrupp), mille failid on laiendiga .JPG või .JPEG. Võimaldab tihendada pilti suure faktoriga (kuni 500 korda) osa andmete pöördumatu kadumise tõttu, mis halvendab oluliselt pildikvaliteeti. Mida vähem värve pildil on, seda halvem on JPEG-vormingu kasutamise mõju, kuid värvifotode puhul on see ekraanil vaevalt märgatav.
Vorming GIF(inglise keeles: Graphics Interchange Format – graafikavorming vahetamiseks) on graafilistest vormingutest kõige tihendatud, millel puudub andmekadu ja mis võimaldab faili suurust mitu korda vähendada. Selles vormingus failidel on laiend .GIF. Madala värviga pildid (kuni 256 tooni), näiteks käsitsi joonistatud illustratsioonid, salvestatakse ja edastatakse selles vormingus. GIF-vormingus on huvitavaid funktsioone, mis võimaldavad säilitada selliseid efekte nagu tausta läbipaistvus ja pildianimatsioon. GIF-vorming võimaldab salvestada ka pildi "läbi joone", nii et kui teil on ainult osa failist, näete kogu pilti, kuid madalama eraldusvõimega.
Graafiline formaat PNG(inglise keeles: Portable Network Graphic) – graafiline failivorming, mis sarnaneb GIF-vorminguga, kuid toetab palju rohkem värve.
Interneti kaudu edastatavate dokumentide puhul on faili väike suurus väga oluline, kuna sellest sõltub teabele juurdepääsu kiirus. Seetõttu kasutatakse veebilehtede ettevalmistamisel kõrge andmetihendusastmega graafilisi vorminguid: .JPEG, .GIF, .PNG.
Eriti kõrged nõudmised pildikvaliteedile esitatakse trükitööstuses. See tööstus kasutab spetsiaalset vormingut TIFF(eng. Tagged Image File Format – sildistatud (silditud) pildifaili formaat). Selles vormingus failidel on laiend .TIF või .TIFF. Need tagavad piisava koefitsiendiga tihendamise ja võimaluse salvestada lisaandmeid faili, mis joonisel paikneb abikihtides ning sisaldab joonise kohta märkusi ja märkusi.
Vorming PSD(Inglise keeles: PhotoShop Document). .PSD. See on Photoshopi programmivorming, mis võimaldab salvestada rasterpilti paljude kihtidega, täiendavate värvikanalitega, maskidega, s.t. selles vormingus on võimalik salvestada monitorile nähtavaks kõik, mille kasutaja on loonud.
Vektorgraafika failivormingud
Vektorgraafika failivorminguid on palju vähem. Toome näiteid neist kõige tavalisematest.
WMF(inglise keeles: Windows MetaFile – Windows metafile) – universaalne vorming Windowsi lisandmoodulitele. Kasutatakse Microsoft Clip Gallery graafikakogu salvestamiseks. Peamised puudused on värvide moonutamine ja võimetus salvestada mitmeid täiendavaid objekti parameetreid.
CGM(inglise keeles: Computer Graphic Metafile – computer graphics metafile) – kasutab laialdaselt Internetis vektorgraafiliste andmete standardvormingut.
CDR(inglise keeles: CorelDRaw failid – CorelDRaw failid) – vektorgraafika redaktoris Corel Draw kasutatav formaat.
A.I.- vorming, mida toetab vektorredaktor Adobe Illustrator.
Vajadus töötada kolmemõõtmeliste kujutiste või 3D-graafikaga (3Dimensions – 3 dimensions) eksisteerib väga paljudes rakendustes – alates mängudest kuni arvutipõhise projekteerimissüsteemideni, mida kasutatakse arhitektuuris, masinaehituses ja muudes valdkondades. Loomulikult ei opereeri arvuti kolmemõõtmeliste objektide endi, vaid nende matemaatiliste kirjeldustega. Kolmemõõtmeline rakendus töötab mõnes koordinaatsüsteemis kirjeldatud objektidega. Kõige sagedamini kasutatakse siin ortogonaalset ehk Descartes'i koordinaatsüsteemi, milles iga punkti asukoht määratakse selle kaugusega lähtepunktist piki kolme vastastikku risti olevat telge X, Y ja Z. Mõnel juhul on sfääriline koordinaatsüsteem kasutatakse ka, kus punkti asukoht määratakse kauguse keskpunktist ja kahe suunanurgaga. Enamikel visualiseerimisseadmetel on ainult lame (kahemõõtmeline) ekraan, mille abil on vaja luua illusioon kolmemõõtmelisest pildist.
Graphic Pipeline on riist- ja tarkvara, mis teisendab tegelikud objektide kirjeldused rasterkuva videomälurakkude maatriksiks. Selle ülesanne on luua illusioon sellest pildist.
Objektide suhtelist asukohta üksteise suhtes ja nende nähtavust fikseeritud vaatlejale töödeldakse graafikakonveieri esimeses etapis, mida nimetatakse teisendamiseks. Selles etapis teostatakse objektide pööramised, tõlked ja skaleerimine ning seejärel teisendamine globaalsest ruumist vaatlusruumi (maailmast vaateruumi teisendus) ja sealt teisendamine vaatlusaknasse (vaateruumist aknasse teisendus). , sealhulgas ja perspektiivi võttev projektsioon. Globaalsest ruumist vaatlusruumi transformeerumisel (enne või pärast seda) eemaldatakse nähtamatud pinnad, mis vähendab oluliselt edasise töötlemisega seotud info hulka.
Torujuhtme järgmises etapis (valgustus) määratakse iga objekti projektsioonipunkti valgustus (ja värvus), mille määravad paigaldatud valgusallikad ja objekti pindade omadused.
Rasteriseerimise etapis moodustatakse videomällu rasterpilt. Selles etapis kantakse pinnakujutistele tekstuure ja interpoleeritakse täppide värviintensiivsust, mis parandab genereeritud pildi tajumist.
Kogu kolmemõõtmeliste objektide rasterkujutise loomise protsessi nimetatakse renderdamiseks. Mudelit saab renderdada ainult elemendi kaupa. Mahtude loomise tulemuseks on hulk hulknurki (tavaliselt nelinurksed või kolmnurgad, mida on lihtsam manipuleerida), mis on ligikaudsed objektide pindadele. Tasapinnaline rasteresitus tuleks moodustada, võttes arvesse elementide (nende pindade) suhtelist asukohta - need, mis on vaatlejale lähemal, kattuvad loomulikult kaugemate elementide kujutisega. Pärast nähtamatute pindade eemaldamist allesjäänud hulknurgad sorteeritakse sügavuse järgi: realistlikku pilti on mugavam saada alustades töötlemist kõige kaugematest elementidest. Suhtelise asukoha arvestamiseks kasutatakse nn Z-puhvrit, mis on saanud nime kolmanda dimensiooni koordinaatide järgi. See puhver on mälurakkude maatriks, millest igaüks vastab videomälu rakule, mis salvestab ühe piksli värvi. Renderdusprotsessi käigus moodustub järgmise elemendi jaoks rasterpilt (bitmap) ja selle fragmendi iga piksli jaoks arvutatakse sügavusparameeter Z (seda saab nimetada ainult koordinaadiks). See fragment siseneb videomällu, võttes arvesse Z-puhvrist pärineva teabe pikslite kaupa võrdluse tulemust oma väärtustega. Kui fragmendi antud piksli sügavus Z osutub väiksemaks selle videomälu lahtri Z väärtusest, kuhu see fragment peaks minema, tähendab see, et kuvatav element on vaatlejale lähemal kui varem töödeldud, kuvatakse millest on juba videomälus. Sel juhul muudetakse videomälu pikslit ja sellest fragmendist võetud uus väärtus asetatakse videomälu Z-puhverlahtrisse. Kui võrdluse tulemus on erinev, kattub fragmendi praegune piksel varem moodustatud elementidega ja selle sügavuse parameeter ei sisene Z-puhvrisse. Z-puhver võimaldab teil määrata suhteline positsioon praegune ja varem genereeritud piksel, mida võetakse arvesse uue piksli väärtuse genereerimisel videomälus. Graafikakonveieri sügavuseraldusvõime sõltub Z-puhvri sügavuseraldusvõimest.
Hiljuti on nad hakanud kasutama 3D-tekstuure - kolmemõõtmelisi pikslite massiive. Need võimaldavad näiteks simuleerida mahulist udu, dünaamilisi valgusallikaid (leeke).
Renderdamise juurutamine nõuab märkimisväärsel hulgal arvutusi ja suure infohulga käsitlemist ning töödeldava andmevoo lõppeesmärk on graafikaadapteri videomälu. Kolmemõõtmelise graafika väljastamise probleemi lahendus, nagu varemgi, oli graafikakaardi "intelligentsuse" suurendamine - ilmusid 3D-kiirendid, mis rakendavad märkimisväärset osa graafikakonveierist. Tavaliselt käivitab konveieri keskprotsessor ja selle lõpetamise (rasteriseerimise) teostab graafikakaardi kiirendi.
Kummalisel kombel on 3D-tehnoloogiate edusammude peamiseks mootoriks mängud – just arvutimängude fännid on 3D-kiirendite peamised (kõige massilisemad) tarbijad. Liikuva kolmemõõtmelise graafika “tõsisemad” rakendused - erinevad lennu- ja sõidusimulaatorid - on sisuliselt samuti mängud, ainult tõsistele inimestele. Kaasaegses televisioonis ja kinematograafias kasutatav kolmemõõtmeline animatsioon ei ole veel massiliselt rakendatud. personaalarvutid, kuid võimsamatel tööjaamadel, kuid ka seal kasutatakse peaaegu kõiki ülalkirjeldatud tehnoloogiaelemente.
3D-kiirendite teostatavaid ehitustehnoloogiaid täiustatakse pidevalt ja kõiki kasutatud tehnikaid on lihtsalt võimatu kirjeldada. Kõik uuendused on suunatud fotorealistlike piltide saavutamisele mängustseenidest suure kaadrisagedusega (kuni 100 kaadrit sekundis), kõrge eraldusvõimega ekraanidel (kuni 2048 x 1536) ja täisvärvirežiimis (True Color, 32 bitti piksli kohta). Loomulikult ei saavutata neid eesmärke mitte mudeli iga elemendi arvutuste kiirendamise, vaid erinevate tehnikate, näiteks tekstuuride abil.
