«Балтасинская средняя общеобразовательная школа»

Балтасинского муниципального района Республики Татарстан

Реферат

«Графическая информация и компьютер»

Выполнила: ученица 8-а класса

Яумеева Зарина Марселевна и

Проверил: Файзрахманов Ильвир

Рафаэлевич

оценка__________________

подпись_________________

пгт Балтаси

2016

План:

Введение…………………………………………………………………………………………. ..3

Основная часть……………………………………………………………………………………4

1. 
   История компьютерной графики………………………………………………………..4
   
2. 
   Компьютерная графика. Области ее применения………………………………………5
   
3. 
   Системы ввода и вывода изображений…………………………………………………8
   

Литература и интернет-ресурсы…………………………………………………………………12

Введение

Сегодня трудно найти подростка, который ни разу в жизни не пробовал поиграть в компьютерные игры. Словно на экране телевизора, по дисплею летают самолеты, бегают человечки, мчатся гоночные машины… Чего только нет!

Но как же получаются эти «картинки»?

Дисплей — это устройство вы вода информации, хранящейся в памяти ЭВМ. Значит, и «картинки» на экране — это отображение информации, находящейся в компьютерной памяти.

Цель: изучить компьютерную графику

Задачи: 1) узнать, что такое компьютерная графика

2) изучить историю компьютерной графики

3) узнать, какие бывают системы ввода и вывода изображения, и как работают некоторые из них.

История компьютерной графики

Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений.

В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными. Таково уж свойство человеческой психики: наглядность — важнейшее условие для понимания. Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей.

С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения. В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью. Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу — графопостроители (другое на звание — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работой графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике произошла с появлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком же виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок, чертежных инструментов. Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографии.

Компьютерная графика. Области ее применения

Компьютерная графика — область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называют графическими программами, или графическими пакетами.

Основные области применения компьютерной графики: научная графика; деловая графика; конструкторская графика; иллюстративная графика; художественная и рекламная графика.

Научная графика

Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика

Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы.

Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).

Конструкторская графика

Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств.

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика

Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика

Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этого класса графических пакетов является возможность создания реалистических (очень близких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок». Для создания реалистических изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат. Получение рисунков трехмерных (пространственных) объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации — все это связано с геометрическими расчетами. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источников света, от расположения теней, от фактуры поверхности (глянцевая, матовая, пористая) требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Компьютерная анимация

Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ называется компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление». В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опирающимися на математическое описание данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения

Системы ввода и вывода изображений

На рисунке дана схема системы вывода изображения на экран. Она включает в себя монитор (другое название — дисплей) и видеоадаптер, который через информационную магистраль связан с центральным процессором и оперативной памятью.

Схема системы вывода изображения на экран. ЦП — центральный процессор компьютера; ОП — оперативная память

Монитор

В XIX веке во Франции возникла техника живописи, которую назвали пуантилизмом: рисунок составлялся из разноцветных точек, наносимых кистью на холст. Подобный принцип используется и в компьютерах. Точки на экране компьютера выстроены в ровные ряды. Совокупность точечных строк образует графическую сетку, или растр. Одна точка носит название «видеопикселъ» (далее будем употреблять краткое название — пиксель). Чем гуще сетка пикселей на экране, тем лучше качество изображения. Размер графической сетки обычно представляется в форме произведения числа точек в горизонтальной строке на число строк: М х N.

Используются два основных типа мониторов — на базе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК).

Видеопамять и дисплейный процессор

Видеоадаптер — устройство, управляющее работой графического дисплея. Видеоадаптер состоит из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора. Видеопамять предназначена для хранения видеоинформации — двоичного кода изображения, выводимого на экран. В видеопамяти содержится информация о состоянии каждого пикселя экрана. Видеопамять — это электронное энергозависимое запоминающее устройство. На современных компьютерах ее размер составляет несколько мегабайтов. Дисплейный процессор — вторая составляющая видео адаптера. Дисплейный процессор читает содержимое видеопамяти и в соответствии с ним управляет работой дисплея. Таким образом, к видеопамяти имеют доступ два процессора: центральный и дисплейный. Центральный процессор записывает видеоинформацию, а дисплейный — периодически читает ее и передает на монитор, на котором эта информация превращается в изображение.

Устройства ввода изображения в компьютер

Монитор — это устройство вывода изображения. А каким образом изображение можно ввести в компьютер? Для этого используется сканер. Работа сканера как бы противоположна работе видеоадаптера и монитора: видеоадаптер преобразует двоичный код в изображение на экране; сканер преобразует изображение на рисунке, чертеже, фотографии в двоичный код, который записывается в память компьютера. Сканер получил свое на звание в соответствии с принципом своей работы: световой луч построчно сканирует плоский рисунок подобно тому, как электронный луч сканирует экран дисплея.

С помощью сканера в компьютер можно вводить текст, напечатанный на листе бумаги.

Изображение в компьютер может вводиться с цифрового фотоаппарата и с цифровой видеокамеры. Фотографии и видеофильмы в этих устройствах сохраняются в виде двоичного кода на магнитных дисках. Затем, используя кабельное соединение, их можно переписать на компьютерный диск.

Заключение

Компьютерная графика широко используется во всех сферах нашей жизни, несмотря на то, что является сравнительно «молодым» направлением информатики, просуществовавшей лишь около 40 лет.

Компьютерная графика является одной из самых бурно развивающихся отраслей информатики, во многих случаях выступая «локомотивом», тянущим за собою всю компьютерную индустрию.

Литература и интернет-ресурсы

1. 
   Семакин И. Г. («И) Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 8 класса / И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. — 176 с: ил. ISBN 5-94774-229-2
   

следующий → ← предыдущая

Это интерпретатор или аппаратное обеспечение, которое преобразует код процессора дисплея в изображения. Это одна из четырех основных частей процессора дисплея

Детали процессора дисплея

1. Отображение памяти файлов
2. Процессор дисплея
3. Генератор дисплея
4. Консоль дисплея

Память файла дисплея: Используется для генерации изображения. Он используется для идентификации графических объектов.

Контроллер дисплея:

1. Обрабатывает прерывание
2. Поддерживает тайминги
3. Используется для интерпретации инструкций.

Генератор дисплея:

1. Используется для генерации персонажа.
2. Используется для построения кривых.

Консоль дисплея: Содержит ЭЛТ, световое перо, клавиатуру и систему отклонения.

Система растрового сканирования представляет собой комбинацию нескольких блоков обработки. Он состоит из управляющего процессора (CPU) и специального процессора, называемого контроллером дисплея. Контроллер дисплея управляет работой устройства отображения. Его также называют видеоконтроллером.

Рабочий: Видеоконтроллер в схеме вывода генерирует горизонтальные и вертикальные управляющие сигналы, чтобы монитор мог развернуться. Его луч проходит по экрану во время растрового сканирования.

Как показано на рис., 2 регистра (регистр X и регистр Y) используются для хранения координат пикселей экрана. Предположим, что значения y соседних строк развертки увеличиваются на 1 в направлении вверх, начиная с 0 внизу экрана до y _max вверху, и вдоль каждой строки развертки позиции пикселей экрана или значения x увеличиваются на 1 от 0 в крайнем левом положении до x

Начало координат находится в левом нижнем углу экрана, как в стандартной декартовой системе координат.

В начале цикла обновления :

Регистр X установлен на 0, а регистр y установлен на y _max . Этот адрес (x, y’) транслируется в адрес памяти кадрового буфера, где хранится значение цвета для этой позиции пикселя.

Контроллер получает это значение цвета (двоичное число) из кадрового буфера, разбивает его на три части и отправляет каждый элемент на отдельный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).

Эти напряжения, в свою очередь, контролируют интенсивность 3-х электронных лучей, которые фокусируются в положении экрана (x, y) горизонтальными и вертикальными управляющими сигналами.

Этот процесс повторяется для каждого пикселя вдоль верхней строки сканирования, каждый раз увеличивая регистр X на Y.

По мере создания пикселей в первой строке сканирования регистр X увеличивается на x _{, максимум} .

Затем регистр x сбрасывается в 0, а регистр y уменьшается на 1 для доступа к следующей строке сканирования.

пикселей вдоль каждой строки сканирования, и процедура повторяется для каждой последующей строки сканирования, генерируются единицы пикселей на последней строке сканирования (y=0).

Для системы отображения, использующей справочную таблицу цветов, значение буфера кадра не используется напрямую для управления интенсивностью луча ЭЛТ.

Используется в качестве индекса для поиска значения цвета трех пикселей из справочной таблицы. Эта операция поиска выполняется для каждого пикселя в каждом цикле отображения.

Поскольку времени, доступного для отображения или обновления одного пикселя на экране, слишком мало, доступ к буферу кадров каждый раз для чтения значения интенсивности каждого пикселя будет занимать больше времени, чем разрешено:

Несколько значений соседних пикселей извлекаются в буфер кадра при однократном доступе и сохраняются в регистре.

После каждого допустимого промежутка времени значение одного пикселя смещается из регистра, чтобы контролировать интенсивность теплого цвета для этого пикселя.

Процедура повторяется со следующим блоком пикселей, и так далее, при этом будет обработана вся группа пикселей.

Наиболее часто используемым устройством отображения является видеомонитор. Принцип работы большинства видеомониторов основан на ЭЛТ (электронно-лучевой трубке). Используются следующие устройства отображения:

1. Обновить электронно-лучевую трубку
2. Случайное сканирование и растровое сканирование
3. Цветные ЭЛТ-мониторы
4. Пробирки для хранения с прямым обзором
5. Плоский дисплей
6. Таблица поиска

Следующая темаЭлектронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

← предыдущая следующий →