Цветовые модели.
Виртуальная реальность.
Виртуальная реальность – созданный техническими средствами мир, передаваемый ему через его ощущения.
Кодирование цвета аппаратные средства компьютерной графики.
Цвет можно оценить по количество энергии приходящейся на каждую длину волны то есть по его спектральной характеристике
1676 год И.Ньютон с помощью треугольной призмы разложил белый солнечный цвет на цветовой спектр, если разделить спектр на две части, например на красно-оранжево-жёлтую и зелёно-сине-фиолетовую и собрать каждую из этих групп спецгруппой в результате получится два смешанных цвета, которые в сумме дадут белый цвет. Такие цвета называются дополнительными.
В Гесе разрабатывал свой цветовой круг, который состоял из дополнительных цветов. По Гесе кроме гармонических сочетаний бывают характерные и бесхарактерные сочетания.
Гармонические сочетания – сочетания цветов, которые противоположны друг другу на цветовом круге.
Характерные сочетания – сочетания цветов расположенных в цветовом круге через один (только по два).
Бесхарактерные сочетания – сочетания цветов двух расположенных рядом.
1915 г.- Альберт Манделл опубликовал систему цвета ввиду цветового тела ввёл понятия: цвет, насыщенность, светлота(яркость) – при измерении цветности.
Цвет (цветовой тон) – обозначает близость цвета к тем или иным цветам спектра.
Насыщенность – степень выражения цветового тела в цвете, то есть несколько к данному спектральному цвету примешан одинаковый с ним по яркости белый цвет.
Светлота (яркость) – определяется уровнем действующего на глаз излучения.
В человеческом глазе присутствуют два вида рецепторов палочки и колбочки. Палочки реагируют на оттенки серого. Колбочки воспринимают спектр цветов.
Существует три типа колбочек:
1 тип воспринимает красно-оранжевые цвета.
2 тип воспринимает зелёные.
3 тип воспринимает синий.
Ломоносов М.В. одним из первых высказал теорию о трехкомпонентности цвета.
В компьютерной технике для самосветящихся или излучающих объектов стали использовать аддитивное формирование оттенков, т.е. требуемый цвет формируется за счет смещения трех основных оттенков цветов. В этом случае используется модель смещения RGB.
Для несамосветящихся объектов (отражающих) стали использовать субтрансивное формирование оттенков, основанное на вычитании из подающего света определённых длин волн. Используются модель CMYK.
Цвета одной модели являются дополнительными к цветам другой.
Цветовые модели – это способ представления большого количества цветов посредством разложения его на простые составляющие.
Цветовая модель Lab.
L – отвечает за яркость (от черного к белому) Lightness.
A – цвет (от красного до зеленого).
B – цвет (от синего до желтого).
Цветовая модель HSB(V)
Hue Saturation Brightness (value)
(цвет, насыщенность, яркость, тон)
Цветовой охват меньше, чем у Lab, но больше, чем у CMYK
Домашняя работа!
Элементы зрительного восприятия
Особенности человеческого глаза
В видимом диапазоне спектра хрусталик поглощает около 8% света и практически не пропускает более коротковолновое излучение.
Человек различает мелкие детали изображения в основном благодаря колбочкам, поскольку каждая из них соединена с отдельным нервным окончанием. Колбочки обеспечивают фотографическое зрение или зрение в ярком свете.
Колбочек от 6 до 7 мм.
Палочек от 75 до 150мм.
К одному нервному окончанию присоединяется сразу несколько палочек (в среднем около 10).
Они наиболее чувствительны при низких уровнях освещенность и не участвуют в обеспечении функций цветного зрения. Это сумеречное зрение.
Формирование изображения в глазу
Основное отличие хрусталика глаза от жесткой оптической линзы состоит в возможности изменения его оптической силы за счет некоторой вариации его формы (кривизны). При изменении преломляющей способности хрусталика с мин. до макс. значения, его фокусное расстояние изменяется от 17мм (фокусировка на дальние объекты) до 14мм (на ближние предметы).
При рассмотрении предметов на удалении более 3 мм преломляющая способность хрусталика минимальна при близш. –макс.
Яркостная адаптация и контрастная чувствительность.
Субъективная яркость является логарифмической функцией от физической яркости света, попадающего в глаз.
(1)
Вблизи границ соседних областей с отличающимися, но постоянными яркостями, зрение человека склонно «подчеркивать» яркостные перепады.
Хотя яркость каждой из обеих полос постоянна, мы видим характерные выбросы вблизи краев полос. Эти полосы с кажущимися изменениями яркости на краях называются полосами Мака в честь Эрнста Мака, впервые описавшего этот феномен в 1865г.
(2)
Явление, называемое одновременным контрастом, связано с тем фактом, что воспринимаема яркость, некоторой области не определяется просто ее яркостью.
Из (1) и (2) => воспринимаемая яркость не является простой функцией истинной яркости.
Одним из феноменов человеческого зрительного восприятия являются оптические иллюзии, в которых глаз восполняет несуществующую информацию или ошибочно воспринимает геометрические войства объектов.
(14.02.13)
Аппаратное обеспечение КГ.
ЦП ОЗУ
Видеопамять Граф. процессор сканер, принтер, дигитайзер, монитор.
Видеокарта
Видеокарта (видеоадаптер) – это электронное устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера, в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
Сейчас по граф. адаптером (видеокартой) понимают устройство с графическим процессором, которое занимается формирование самого графического образа.
Основные характеристики:
1) Тактовая частота видеочипа (элементарных операций в сек.)
2) Скорость заполнения ( филлрэйт) – показывает с какой скоростью видеочип способен отрисовывать пиксели.
Два чипа филлрэйта
 |  |
Пиксельный Текстурный
(скорость выборки текстурных данных)
3) Количество вычислительных (шейдерных)блоков или процессов.
Шейдеры – спец программы для вычисления различных элементов графика.
· Блоки текстурирования (ТПИ)
Работают совместно с вычислительными процессорами, или осуществляются выборкаи фильтрация текстурных и проч. данных, необходимых для построения сцены универсальных вычислений.
Число текстурных блоков определяют текстурную производительность.
· Блоки операций растеризации (ROP)
Осуществляют операции записи рассчитанных видеокартой пикселей в буферы и операции их смешивания (блэндинга).
· Геометрические блоки
Используется для поддержки, обработки геометрии.
4) Объем видеопамяти
5) Ширина шины памяти (пропускная способность)
6) Частота видеопамяти
7) Тип памяти
Интерфейс видеокарты.
VGA – аналоговый выход SPT (ЭЛТ)
RCA (тюльпан) – композитный видеовыход , аналоговый.
S_Video (супер-видео) – аналоговый интерфейс видео.
Дает шинам низкого разрешения по S_Video цветовых инф. разн. по трем каналам (более выс. кач-во изобр.)
YPbPr – композитный видеовыход более качественное изображение, аналоговое. Три его канала обеспечивают раздельную цветовую информацию для HD TV.
OVA – цифр. инт.
HDMI – цифр. инт.
Монитор
CPT – мониторы –с ЭЛТ
Мониторы с плоским экраном.
LCD – жидкокристалл.
PPP- с плазм. Панелями
FED- с полевой эмиссией
LED – светоимигрирующие
OLED – органические светодиоды
Дигитайзер – граф. планшет – устройство для ввода информации
Сканеры
· Ручные
· Страничные
· Планшетные
· Барабанные
Принтеры
· Матричные
· Струйные
· Лазерные (также светодиодные)
· Сублимационные
· Твердо-чернильные
Разрешающая способность
Разреш. способн. – угол ввода и вывода определяется максимальным элементом устройства, в большинстве случаев задаются в элементах на дюйм.
· Фиксированная (зависит от АО) определяется точностью отслеживания аппаратуры физического перемещения.
· Переменная (зависит от ПО) интерпретирует сигналы от устройтсва.
Разрешающая способность монитора.
1) Физическая – макс. кол-во генерируемых точек.
2) Шаг точки –расстояние между отдельными точками
3) Разрешающая способность дисплея – кол-во видеопикселей, изображенных на экране
Основы дизайна на КГ
Дизайн- искусство оформления.
Компьютерный дизайн – это искусство оформления с помощью компьютерных технологий, основной из которых является компьютерная графика.
Визуальные аспекты объектов:
· Размер
· Форма
· Цвет
· Текстура
· Шрифт
Фундаментальные принципы дизайна:
· Единство
· Баланс
· Контраст
· Динамика
· Нюансировка
Домашняя работа!
Бегство от плоскости.
Идея плоскости основана на трудах А. Сквэйр (Эдвин А. Эббот) «Плоскость многомерная романтика» Лондон, 1884.
Бегство от плоскости – важнейшая задача, представлена информации, поэтому как все интересные нам реальные и воображаемые сферы жизни, которых мы, так или иначе, касаемся, к счастью, по природе своей разнообразны и ни разу не плоски. Сопоставление и выбор – вот два наиболее часто производимых над массивами данных действия. И именно под эти действия и оптимизированы малые множества как формы представления информации.
Мы визуализируем информацию с целью так или иначе осмыслить ее, коммуницировать некое сообщение, задокументировать и сохранить знания – действия, которые практически всегда сопутствуют работе с бумажными и компьютерными данными. Бегство от плоскости и увеличение плотности информации – вот ключевые задачи информационного дизайна. Это бегство представляется тем более сложным, чем слабее связи информации с нашим трехмерным миром, а именно при работе с более абстрактными сущностями, а так же чем более возрастает кол-во измерений при работе с многопараметрическими задачами.
История развития информационного дизайна и статической графики – это прогресс методов увеличения плотности информации, ее сложности, а иногда даже и изящества.
Стандарты качества информационного дизайна задаются высококачественными картами, которые содержат общий вид местности, несколько детализированных смысловых слоев, а так же данные инженерно-геологической съемки.
«Уточки» от информационного дизайна –это фальшивое бегство от плоскости.
Растровая графика.
Растровое изображение – упорядоченный набор пикселей. Является аналогом пространственной матрицы. Хранится с помощью пикселей, которые образуют изображение.
Пиксель имеет свое положение и цвет.
Построение начинается с верхнего левого угла.
Параметры растровых изображений:
· Кол-во пикселей – число, логических пикселей в изображении по ширине и высоте.
o Физические пиксели – наименьшие физические элементы поверхности отображения
o Логические пиксели – математические координаты, которые имеют местоположение, но не занимают физического пространства.
· Глубина цвета – кол-во бит, приходящихся на 1 пиксель
Измеряется в битах на пиксель hpp-hits per pixel
N = 2k
N- кол-во цветов
k –глубина цвета
· Цветовая модель :
От выбранной цветовой модели зависит кол-во оттенков и глубина цвета.
Цветовые модели:
RGB, 256 color, Grey Scale, Bitmap
· Разрешение:
Степень детализации изображения, число пикселей, отводимых на единицу площади. Измеряется в точках на дюйм ( dpi – dots per inch)
Лабораторная 1.
1) Инструменты выделения
1. Область
2. Свободное выделение
3. Выделение смежных областей
4. Выделение по цвету
5. Умные ножницы
6. Выделение переднего плана
2) Инструменты трансформации
1. Масштабирование
2. Поворот
3. Наклон
4. Изменение перспективы
5. Зеркальное отражени
3) Плавающее выделение – временный слой, он появляется всегда, когда вы вставляете из буфера обмена картинку или фрагмент изображения
4) Слой – прозрачный лист.
Лабораторная 2.
1) Создание анимированного изображения
1. Создание изображения
2. Сохранение (копирование видимого изображения в файл)
3. Создание необходимого кол-ва кадров
4. Через команду меню Фильтры – анимация - … редактирование необходимого
5. Сохранение файла в формате GIF
2) Сохранение анимированного изображения:
Команда меню: Файл – сохранить как – выбрать тип файла – GIF – сохранить
В окне настроек выбрать необходимые переключатели (сохранить как анимац. и преобразовать в индекс. изображение) – нажать экспорт – выставить необходимые параметры GIF файла – нажать сохранить.
Лабораторная 3.
1. Инструменты ретуширования
a. Штампы
b. Штампы по перспективе
c. Лечебная кисть
2. Алгоритм раскрашивания чёрно-белого изображения:
a. Перевести изображение в цветной режим (Команда меню: «Изображение – режим - RGB»)
b. Добавить новый – пустой слой
c. Сделать слой с изображением активным (Выделить необходимую область на изображении)
d. Сделать пункт b активным (Выбрать необходимый инструмент и задать необходимые настройки. Раскрасить выделенную область установленным цветом)
e. Аналогично выделить оставшиеся части изображения, раскрасить нужными цветами (в верхнем прозрачном слое)
Лабораторная 5
1) Базовым инструментом для выбора перемещения и поворота объекта является селектор.
Режимы:
§ Режим изменения размера
§ Режим поворота
2) Инструменты логических операций
a. Сумма
b. Разность
c. Пересечение
d. Исключающее «ИЛИ»
e. Разделить
f. Разрезать контур