КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ

 

 

1. Цели и задачи дисциплины

Дисциплина «Компьютерная графика» имеет целью ознакомить учащихся с основами использования современных специализированных аппаратных и программных средств обработки графических данных.

Задачей данной дисциплины является:

·         рациональное использование современных средств обработки и редактирования графических данных;

·         постановка и решение оптимизационных задач.

 

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины «Компьютерная графика» студент должен:

·         иметь представление о сфере применения, классификации и структуре современных аппаратных и программных средств обработки и редактирования графических данных;

·         знать современные достижения и перспективы развития современных настольных издательских систем и систем автоматизированного проектирования;

·         уметь использовать специализированное программное обеспечение для решения конкретных задач;

·         уметь работать с различными типами графических данных.

 

3. Содержание дисциплины

3.1.Теоретические занятия

Тема 1. Настольные издательские системы и графика.

Основы геометрического и компьютерного моделирования изделий и услуг в сервисе. Конфигурирование настольных издательских систем. Необходимые технические условия, программное обеспечение и требования к пользователю, которые создают условия для обращения к цифровой графике и компьютерному дизайну. Общие принципы работы используемых устройств, их основные параметры и некоторые особенности. Состав настольных издательских систем: аппаратный, программный и пользовательский уровни.

 

Тема 2. Сигналы, счисления и основы кодирования.

Особенности графической информации и способы ее кодирования. Определение графической информации. Способы кодирования графической информации. Зависимость свойств изображений от способа кодирования. Области использования различных типов цифровых изображений. Аналоговый и импульсный сигналы. Аналоговый сигнал. Импульсный сигнал. Различие аналоговых и импульсных сигналов. Кодирование и декодирование импульсных сигналов. Общее представление о коде. Системы счисления. Понятие бита. Разряды и разрядность. Кодовый алфавит. Кодовая таблица. Значения кодовой таблицы. Следствие произвольности кодовой таблицы. Преобразование аналогового сигнала в цифровые коды

 

Тема 3. Дискретизация, квантование и кодирование графических изображений.

Категории изображения. Необходимость дискретизации изображений. Необходимость координат. Дискретизация штрихового изображения. Квантование штрихового изображения. Кодирование штрихового изображения. Визуализация цифрового изображения. Различие дискретизации и квантования. Растеризация. Разрешение пиксельной графики. Понятие разрешения. Процедура измерения. Виды разрешения. Разрешение и линиатура. Особенность битовой карты. Объем файла пиксельной графики. Формула объема пиксельного файла. Алгоритмы сжатия графической информации. Краткая информация о форматах пиксельных файлов. Трансформирование пиксельной графики

 

Тема 4. Глубина цвета пиксельной графики.

Тоновое изображение. Принцип тонового рисования. Техническая схема тонового репродуцирования. Глубина цвета. Типы изображений по глубине цвета. Черно-белые штриховые изображения. Изображения в градациях серого. Сглаживание. Полноцветные изображения. Дуплексные изображения. Изображения с индексированными цветами. Еще раз о связи разрешения и глубины цвета.

 

Тема 5. Принципы векторной графики.

Общие принципы векторной графики. Исторические предшественники. Параметрические уравнения. Гладкие кривые. NURBS-кривая. Контрольные точки. Базовые функции. Узлы. Характеристика семейства базовых функций. Рациональные кривые. Кривая Безье (формулы и принципы построения). Свойства кривых Безье. Изменение формы кривой. Соединение нескольких секторов. Типы опорных точек. Язык PostScript . Краткая информация о векторных форматах файлов. Интерфейс, объекты и приемы работы в графическом редакторе Corel Draw! Графические изображения изделий и услуг. Порядок их обсуждения с потребителем изделий и услуг.

 

Тема 6. Трехмерная графика.

Специфика трехмерной графики. Рабочее пространство. Системы координат. Типы пространств. Моделирование объектов. Задачи и требования геометрического и компьютерного моделирования. Геометрические объекты. Негеометрические объекты. Материалы и карты. Коэффициент преломления. Корректное моделирование материалов. Текстурирование материалов. Дополнительные свойства материалов. Анимация. Визуализация. Локальное освещение. Глобальное освещение.

 

Тема 7. Достоинства и недостатки пиксельной и векторной графики.

Достоинства пиксельной графики. Программная независимость. Фотореалистичность. Недостатки пиксельной графики. Проблемы с трансформациями. Аппаратная зависимость. Свобода трансформирования. Аппаратная независимость. Программная зависимость. Жесткость векторной графики.

 

Тема 8. Взаимные преобразования пиксельной и векторной графики.

Методы преобразования изображений изделий и услуг в сервисе. Цвет и форма. Растеризация. Автоматическая и "ручная" растеризация. Преимущество векторных изображений. Трассировка. Смысл трассировки. Способы трассировки. "Ручная" трассировка. Инструменты трассировки. Программы трассировки. Методы трассировки. Подготовка пиксельных изображений для трассировки. Распознавание текста.

 

Тема 9. Анализ и синтез цвета.

Описание цвета. Физика. Физиология. Анализ цвета. Синтез цвета. Цветовая модель RGB. Цветовая модель CMYK. Цветовая модель HSB. Цветовая модель LAB. Цветовой охват. Особенности цветового охвата различных цветовых моделей. Плашечные (точечные) цвета.

 

Тема 10. Понятие коррекции.

Коррекция в цифровых технологиях. Необходимость коррекции. Основные категории тоновой коррекции. Тоновая коррекция и объем файла. Визуальная коррекция. Сохранение и загрузка установок коррекции. Коррекция в режимах CMYK, RGB и Lab. Основные этапы коррекции изображений. Принцип цветового баланса. Настройка цветового баланса. Обзор принципов действия инструментов коррекции на примере инструментов пакета Adobe Photoshop. Смешивание каналов. Сдвиги цвета.

 

Тема 11. Создание, оптимизация и типы изображений, используемых в Интернет.

Требования к изображениям для передачи через сеть Интернет. Принципы оптимизации размеров. Средства и способы оптимизации. Ограничения на использование векторных изображений. Анимация и интерактивные элементы управления. Обзор программного обеспечения. Adobe Photoshop и Adobe Image ready, как средства создания и оптимизации изображений для Интернет. Обзор и характеристики форматов графических файлов, используемых в сети Интернет. Принципы сжатия. Зависимость выбора формата файла от характера изображения. Создание и сохранение анимированных изображений.

 

Тема 12. Системы автоматизированного проектирования.

Область использования систем автоматизированного проектирования. В чем заключается автоматизация. Стандарты и ЕСКД: основные положения, правила выполнения и оформления изображений.

Описание и характеристики программного обеспечения. Программные средства, виды и структура баз данных. Обзор типов объектов и документов, используемых в системе на примере “Компас 3D”. Принципы создания и редактирования объектов различных типов. Создание, редактирование и использование трехмерных моделей.