Компютърни Приложения в Графичния Дизайн - 1 част

Въведение. Компютърна графика. Програмни средства. Растерна КГ.

доц. д-р Александър Пенев ВъведениеВъведение

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 2/89 Конспект 1. Въведение. КГ. Термини (пиксел, цвят, DPI, и др.). Приложения. Растерна КГ. 2. Растерни изображения. Същност. Създаване, обработка, съхранение, разпространение. Дигитални инструменти. Структура. 3. Видове растерни файлови формати. Компресия. 4. Селекция. Пътища. 5. Операции и трансформации над растерни изображения. Растерни филтри. Цветова алгебра. Математически основи. 6. Векторни елементи. Растеризация. 7. Анализ на растерни изображения. Същност и приложения.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 3/89 Литература

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 4/89 КомпютърнаКомпютърна ГрафикаГрафика

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 5/89 Компютърна Графика (КГ) Много сложна и разнородна научна област!

Използването на компютър, като средство за представяне, синтез, обработка и изобразяване на Графична Информация.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 6/89 Използва резултати от

❖ Системното програмиране; ❖ Структурите от данни; ❖ Аналитичната геометрия; ❖ Диференциалната геометрия; ❖ Топология; ❖ Теория на моделирането; ❖ и много други;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 7/89 Приложения

❖Филмова индустрия; ❖Компютърни игри; ❖Архитектура и Машиностроене; ❖Бизнес; ❖Реклама; ❖Презентации;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 8/89 Приложения

❖Филмова индустрия; ❖Компютърни игри; ❖Архитектура и Машиностроене; ❖Бизнес; ❖Реклама; ❖Презентации;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 9/89 Приложения

❖Филмова индустрия; ❖Компютърни игри; ❖Архитектура и Машиностроене; ❖Бизнес; ❖Реклама; ❖Презентации;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 10/89 Приложения

❖Филмова индустрия; ❖Компютърни игри; ❖Архитектура и Машиностроене; ❖Бизнес; ❖Реклама; ❖Презентации;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 11/89 Приложения

❖Филмова индустрия; ❖Компютърни игри; ❖Архитектура и Машиностроене; ❖Бизнес; ❖Реклама; ❖Презентации;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 12/89 Приложения

❖Филмова индустрия; ❖Компютърни игри; ❖Архитектура и Машиностроене; ❖Бизнес; ❖Реклама; ❖Презентации;

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 13/89 Приложения

❖Медицина; ❖Научни изследвания; ❖Изкуство; ❖и други.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 14/89 Приложения

❖Медицина; ❖Научни изследвания; ❖Изкуство; ❖и други.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 15/89 Приложения

❖Медицина; ❖Научни изследвания; ❖Изкуство; ❖и други.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 16/89 Цели на КГ

❖Как се представя изображение в компютърната система; ❖Как изображението се подготвя за визуализация; ❖Как изображението се визуализира на изходните устройства; ❖Как се осъществява взаимодействие с изображението (модела).

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 17/89 Направления на КГ

❖Изобразителна (генеративна) КГ; ❖Обработка и анализ на изображения; ❖Анализ на сцени (перцептивна КГ).

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 18/89 Графична Информация

Всяка информация, която може да бъде представена чрез изображение (образ, графика, рисунка, картина, икона)

G=({s}, {m}, {p})

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 19/89 Графична / Геометрична Информация G=({s}, {m}, {p})

❖Множество от пространствени форми {s}; ❖Метрическите характеристики {m}, определящи “размерите” на абстрактните обекти, имащи форми от {s}; ❖Параметри {p}, задаващи местоположението и ориентацията на абстрактния обект в Е3. КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 20/89 Примери

G1=({квадрат}, {а=5}, {[C=(0,0), α=0°]})

G2=({правоъгълник}, {а=5, b=5}, {[C=(0,0), α=0°]})

G3=({правоъгълник}, {а=6, b=5}, {[C=(0,0), α=0°]})

G4=({y=a*x²}, {а=⅓}, {[C=(0,0), α=0°]})

G5=({y=a*x²}, {а=⅓}, {[C=(0,1), α=45°]})

G4 G5 G1 G2 G3

G1≡G2 G4∼G5 КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 21/89 Видове

Графична информация (2D);

Геометрична информация (3D).

Растерна;

Векторна.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 22/89 Изображение

Изображението е рисунка, която се получава в резултат на работата на някакво изходно периферно изходно устройство.

В КГ изображението е модел, отразяващ най- общите свойства на рисунките, които могат да се получат чрез периферните изходни устройства на компютъра.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 23/89 Елементи на Изображенията

❖Точки; ❖Отсечки, Дъги, Безие криви и др.; ش ♘Знаци. Ж 道❖

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 24/89 Визуализационни Характеристики на Елементите

❖Цвят; ❖Яркост; ❖Наситеност; ❖Прозрачност; ❖Големина; ❖Местоположение; ❖и други.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 25/89 Обща схема на работа

Визуализация МоделМодел ИзображениеИзображение

Наблюдател / Потребител

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 26/89 Обща схема на работа

Компютър

Визуализация МоделМодел ИзображениеИзображение

Наблюдател / Потребител

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 27/89 Обща схема на работа

Компютър Изходни устройства: монитор, принтер, ... Визуализация МоделМодел ИзображениеИзображение

Наблюдател / Потребител

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 28/89 Обща схема на работа

Компютър Изходни устройства: монитор, принтер, ... Визуализация МоделМодел ИзображениеИзображение

Наблюдател / Потребител Входни устройства мишка, сензорен панел, клавиатура, ...

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 29/89 Пример

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 30/89 ПредставящиПредставящи СхемиСхеми

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 31/89 Моделиране в КГ – Йерархия от Представяния

РеалниРеални МатематическиМатематически … ПредставянеПредставяне 1 1 ПредставянеПредставяне N N ОбектиОбекти ОбектиОбекти

РЕАЛНОСТ ИЗЧИСЛИТЕНА ГЕОМЕТРИЯ

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 32/89 Представящи схеми в КГ

Гранично представяне (B-Rep)

Изброяване на заетото п-во Гранично представяне (Spatial Occupancy) B-Rep/NURBS

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 33/89 Представящи схеми в КГ

Конструктивна геометрия (CSG)

Осмично дърво (Octree) КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 34/89 Представящи схеми в КГ

Разбиване на клетки (Cell Decomposition)

Заминане Системи Частици (Sweeping) (Particle Systems) КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 35/89 Представящи схеми в КГ

Функционално представяне (F-Rep)

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 36/89 Представящи схеми в КГ

Мета топчета (Metaballs)

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 37/89 АлгоритмиАлгоритми заза ВизуализацияВизуализация

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 38/89 Визуализация

Построяване на изображение съответстващо на модел.

Операция по преобразуване на представяне на двумерни/тримерни обекти в графично изображение.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 39/89 Обща постановка

Проекционна Равнина

Y мост види ем на Наблюдател Об

y

X Z x

z Прозорец на Гледане (ViewPort) Пространствена Сцена КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 40/89 Алгоритми за Визуализация ❖Ray Tracing; ❖Z-Buffer; ❖Scan Line; ❖Алгоритъм на художника; ❖Алгоритъм на Варнок; ❖Алгоритъм на Робъртс; ❖Алгоритъм на плаващият хоризонт; ❖и др. КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 41/89 Пример 1

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 42/89 Пример 2

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 43/89 КомпютърнатаКомпютърната ГрафикаГрафика ии ИзобразителнотоИзобразителното ИзкуствоИзкуство

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 44/89 Интерактивна Медия

Създаването на изображения (рисуване, моделиране, обработка) с помощта на съвременните компютърни системи е много повече от „оставяне на следа върху лист хартия“ (или друг подобен физически процес).

Компютърните системи ни предоставят Интерактивна Медия.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 45/89 Интерактивна Медия

Тази нова медия дава възможност не само за интерактивно създаване на съответните произведения, но и възможности за интерактивно поведение и промяна при взаимодействие с публиката.

Това не е характерно за повечето (ако не и за всички) класически медии използвани в ИИ.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 46/89 Приложения в ИИ

❖ Графика и Живопис; ❖ Фотография; ❖ Скулптура; ❖ Анимация; ❖ Кино; ❖ Други приложни изкуства.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 47/89 ПрограмниПрограмни СредстваСредства

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 48/89 Видове програмни средства

❖ Създаване и обработка на 2D растерни изображения; ❖ Създаване и обработка на 2D векторни изображения; ❖ Създаване и обработка на 3D изображения (3D моделиране); ❖ Създаване и обработка на 2D и 3D анимация; ❖ Създаване, обработка монтаж на видео; ❖ Други.

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 49/89 2D2D РастерниРастерни ИзображенияИзображения

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 50/89 Системи за 2D растерни изображения

❖ (Win, Mac) ❖ Corel Photo-Paint (Win) ❖ GIMP (Win, Mac, ) ❖ Paint.NET (Win) ❖ и много други

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 51/89 Adobe Photoshop

❖ Растерна ❖ 2D ❖ Layers ❖ Филтри ❖ Комерсиална

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 52/89 Corel Photo-Paint

❖ Растерна ❖ 2D ❖ Layers ❖ Филтри ❖ Комерсиална

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 53/89 GIMP

❖ Растерна ❖ 2D ❖ Layers ❖ Филтри ❖ Безплатна

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 54/89 Paint.NET

❖ Растерна ❖ 2D ❖ Безплатна

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 55/89 2D2D ВекторниВекторни ИзображенияИзображения

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 56/89 Системи за 2D векторни изображения

❖ CorelDraw (Win) ❖ Adobe Illustrator (Win, Mac) ❖ Inksckape (Win, Mac, Linux) GPL ❖ и много други

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 57/89 Adobe Illustrator

❖ Векторна ❖ 2D ❖ Layers ❖ Филтри ❖ Комерсиална

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 58/89 CorelDraw

❖ Векторна ❖ 2D ❖ Layers ❖ Комерсиална

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 59/89 Incscape

❖ Векторна ❖ 2D ❖ Layers ❖ Безплатна

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 60/89 2D2D АнимацияАнимация

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 61/89 Системи за 2D Анимация ❖ Professional (Win, Mac) ❖ (Win, Mac) ❖ Anime Studio Pro (Win, Mac) ❖ DrawPlus (Win) ❖ Toon Boom ❖ TVPaint (Win, Linux, Mac, Android) ❖ Synfig Studio (Win, Linux, Mac) GPL ❖ (Win, Linux, Mac) GPL ❖ Tupi (Win, Linux, Mac, Android) GPL КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 62/89 Adobe Flash /

❖ Layers ❖ Tweening ❖ Sound Support ❖ Object Library ❖ Keyframe Support ❖ Vector & Raster ❖ Skeletal КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 63/89 Synfig Studio

❖ Layers ❖ Tweening ❖ Bones ❖ Keyframe Support ❖ Vector & Raster ❖ Onion Skin

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 64/89 Tupi

❖ Layers ❖ Tweening ❖ Sound Support ❖ Bones, Pivots ❖ Inverse Kinematics ❖ Keyframes ❖ Vector & Raster ❖ Onion Skin КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 65/89 Pencil2D

❖ Layers ❖ Keyframes ❖ Vector & Raster ❖ Cameras ❖ Onion Skin ❖ Sound

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 66/89 3D3D МоделиранеМоделиране ии АнимацияАнимация

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 67/89 Системи за 3D моделиране ❖ (Win, Linux, Mac) GPL ❖ , Maya, MotionBuilder (W, M) ❖ Corel MotionStudio 3D (Win) ❖ (Win, Mac) ❖ Electric Image Animation System (Win, Mac) ❖ (Win, Linux, Mac) ❖ LightWave 3D (Win, Mac) ❖ (Win) ❖ Zbrush (Win, Mac) КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 68/89 Autodesk 3DS Max

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 69/89 Houdini

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 70/89 КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 71/89 ZBrush

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 72/89 ВидеоВидео && FXFX

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 73/89 Видео обработка и NLE ❖ Final Cut Pro (Mac) ❖ Adobe Premiere Pro (Win, Mac) ❖ Corel VideoStudio (Win) ❖ Sony Vegas Pro (Win) ❖ Adobe After Effects (Win, Mac) ❖ Adobe Smoke (Win) ❖ iMovie (Mac, iOS) ❖ Avid Media Composer (Win, Mac)

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 74/89 Видео обработка и NLE ❖ Lightworks (Win, Linux, Mac) ❖ Windows Movie Maker (Win) ❖ LiVES (Linux) ❖ Avidemux (Win, Linux, Mac) GPL ❖ Blender:VSE (Win, Linux, Mac) GPL ❖ Cinelerra (Linux, Mac) GPL ❖ Kdenlive (Linux, Mac) GPL ❖ и много други

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 75/89 Adobe Premiere Pro

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 76/89 Final Cut Pro

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 77/89 ДругиДруги

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 78/89 Microsoft Word

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 79/89 OpenOffice / LibreOffice

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 80/89 iWork (Pages)

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 81/89 РастернаРастерна КомпютърнаКомпютърна ГрафикаГрафика

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 82/89 Растерна Компютърна графика

Занимава се основно с представяне, синтез, обработка, изобразяване и анализ на растерна Графична информация

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 83/89 Растерна Компютърна графика

Основна представяща схема е „Изброяване на заетото пространство“

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 84/89 Растерна Компютърна графика

Изображенията са изградени от точкови елементи (пиксели, воксели) с визуални характеристики на всяка точка като цвят, интензивност, прозрачност и др.

Пиксел Пиксел Координати: (x, y) y Цвят: Червен

x КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 85/89 Векторни vs. Растерни

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 86/89 Основни Термини

❖ Изображение ❖ Растер ❖ Пиксел / Воксел ❖ Разделителна способност (dpi) ❖ Цветова резолюция ❖ Цвят (цветови модел)

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 87/89 Области на Приложение

❖ Визуализация на реалистични и фото-реалистични изображения ❖ Цифрова обработка на изображения ❖ Цифрова фотография ❖ Видео ❖ други

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 88/89 Въпроси?Въпроси? [email protected]@uni-plovdiv.bg

КПГД1 - Въведение. КГ. Програмни средства 89/89