Урок по компьютерной графике (10 класс) на тему "Векторная и растровая графика.Цветовые модели.Инверсные цвета."

Урок 1                                                                                                    

Тема: Понятие векторной и растровой графики, их сравнение. Параметры растровых и векторных изображений. Цветовые модели. Описание цветовых оттенков на экране монитора и на принтере (цветовые модели). Цветовая модель RGB. Формирование цветовых оттенков на экране монитора. Инверсные цвета.

Цели: Ознакомится с понятием векторной и растровой графики. Изучить цветовые модели и инверсные цвета. Развивать самостоятельность, абстрактное мышление. Воспитывать любовь к предмету.

Ход урока

I.Организация класса. Знакомство с коллективом

II. Формирование новых знаний

Графика

Графические объекты мы встречаем каждый день. Овладев знаниями по компьютерной графике, вам не составит особого труда выполнить какой-то рисунок или начертить диаграмму, схему, график. Но что бы понять все тонкости компьютерной графики, давайте эту тему рассмотрим более подробно.

Что же такое графика? Как правило, под этим понятием подразумевают изображения объектов, будь они реальные или воображаемые, но те, которые способно воспринять наше зрение. Но в работе с изображениями особое место отводится компьютерной графике. Все данные об компьютерных изображениях сохраняются в отдельных файлах, которые называют графическими и они имеют определенный формат. На компьютере графические данный могут храниться в векторной или растровой форме.

Растровая графика

Растровое изображение, как мозаика, складывается из множества маленьких ячеек — пикселей, где увеличив его масштаб: на определённом этапе станет заметно множество маленьких квадратов — это и есть пиксели.каждый пиксель содержит информацию о цвете. Определить растровое изображение можно

Наиболее распространённые растровые форматы: JPEG, PNG.

Применение

Растровая графика удобна для создания качественных фотореалистичных изображений, цифровых рисунков и фотографий. Самый популярный редактор растровой графики — Adobe Photoshop.

Преимущества

Возможность создать изображение любой сложности — с огромным количеством деталей и широкой цветовой гаммой.

Растровые изображения наиболее распространённые.

Работать с растровой графикой проще, так как механизмы её создания и редактирования более привычны и распространены.

Недостатки

Большой занимаемый объём памяти: чем больше «размер» изображения, тем больше в нём пикселей и, соответственно, тем больше места нужно для хранения/передачи такого изображения.

Невозможность масштабирования: растровое изображение невозможно масштабировать без потерь. При изменении размера оригинального изображения неизбежно (в результате процесса интерполяции) произойдёт потеря качества.

Векторная графика

В отличие от растровых, векторные изображения состоят уже не из пикселей, а из множества опорных точек и соединяющих их кривых. Векторное изображение описывается математическими формулами и, соответственно, не требует наличия информации о каждом пикселе. Сколько ни увеличивай масштаб векторного изображения, вы никогда не увидите пикселей.

Самые популярные векторные форматы: SVG, AI.

Применение

Векторная графика используется для иллюстраций, иконок, логотипов и технических чертежей, но сложна для воспроизведения фотореалистичных изображений. Самый популярный редактор векторной графики — Adobe Illustrator.

Преимущества

Малый объём занимаемой памяти — векторные изображения имеют меньший размер, так как содержат в себе малое количество информации.

Векторные изображения отлично масштабируются — можно бесконечно изменять размер изображения без потерь качества.

Недостатки

Чтобы отобразить векторное изображение требуется произвести ряд вычислений, соответственно, сложные изображения могут требовать повышенных вычислительных мощностей.

Не каждая графическая сцена может быть представлена в векторном виде: для сложного изображения с широкой цветовой гаммой может потребоваться огромное количество точек и кривых, что сведёт «на нет» все преимущества векторной графики. Процесс создания и редактирования векторной графики отличается от привычной многим модели — для работы с вектором потребуются дополнительные знания.
 

Применение растровой и векторной графики

Сделав сравнительную характеристику растровой и векторной графики, теперь мы можем сделать вывод, что главным превосходством растровой графики, является ее точность в передаче сканированных изображений. Также, следует заметить, что чем больше изображение в растровой графике, тем она больший объем занимает и такое изображении очень медленно обрабатывается, да и масштабируется также плохо.

А вот основным преимуществом векторной графики, является разнообразие современных средств обработки таких изображений. Но и в векторной графике также существуют свои недостатки. А основным таким недостатком является то, что невозможно в растре сохранять полутоновые изображения в виде, который близок к оригиналу.

Исходя из этого, можно сказать, что для каждой графики существуют определенные области, в которых их применяют.

Растровая графика применяется:

• Во-первых, для хранения и обработки полутоновых изображений. Это могут быть изначально сделанные на компьютере фотографии и картины, или же сканированные.

• Во-вторых, такой вид графики широко применяется в веб-дизайне, так как применяемые на их страницах изображения имеют небольшие размеры. Кроме этого, вывод таких изображений происходит без помощи дополнительных программ, так как это может сделать сам веб-обозреватель.

• В-третьих, с помощью растровой графики есть возможность воспроизводить изображения любой сложности.

Векторная графика применяется:

• Во-первых, если есть необходимость сохранения в электронном виде таких штриховых изображений, как карты, чертежи, гравюры и рисунки, сделанные карандашом.

• Во-вторых, такая графика применима при создании небольших изображений, которые нужно будет обрабатывать при вводе.

Ну и напоследок, хочу сказать, что во всех других случаях можно использовать и ту и другую графику, но в каждом конкретном случае следует не забывать о их преимуществах и недостатках каждой из видов графики.

Модель RGB

Цветовая модель RGB — самый популярный способ представления графики, который подходит для описания цветов, видимых на мониторе, телевизоре, видеопроекторе, а также создаваемых при сканировании изображений.

Модель RGB используется при описании цветов, получаемых смешиванием трех лучей: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Из первых букв английских названий этих цветов составлено название модели. Остальные цвета получаются сочетанием базовых. Цвета такого типа называются аддитивными, поскольку при сложении (смешивании) двух лучей основных цветов результат становится светлее. На рис. 1 показано, какие цвета получаются при сложении основных.

Рис. 1. Комбинации базовых цветов модели RGB

В модели RGB каждый базовый цвет характеризуется яркостью, которая может принимать 256 значений — от 0 до 255. Поэтому можно смешивать цвета в различных пропорциях, изменяя яркость каждой составляющей. Таким образом, можно получить 256x256x256 = 16 777 216 цветов.

Каждому цвету можно сопоставить код, используя десятичное и шестнадцатеричное представление кода. Десятичное представление — это тройка десятичных чисел, разделенных запятыми. Первое число соответствует яркости красной составляющей, второе — зеленой, а третье — синей. Шестнадцатеричное представление — это три двузначных шестнадцатеричных числа, каждое из которых соответствует яркости базового цвета. Первое число (первая пара цифр) соответствует яркости красного цвета, второе число (вторая пара цифр) — зеленого, а третье (третья пара) — синего.

Для проверки данного факта откройте палитру цветов в CorelDRAW или Photoshop. В поле R введите максимальное значение яркости красного цвета 255, а в поля G и B — нулевое значение. В результате поле образца будет содержать красный цвет, шестнадцатеричный код будет таким: FF0000 (рис. 2).

Рис. 2. Представление красного цвета в модели RGB: слева — в окне палитры Photoshop, справа — CorelDRAW

Если к красному цвету добавить зеленый с максимальной яркостью, введя в поле G значение 255, получится желтый цвет, шестнадцатеричное представление которого — FFFF00.

Максимальная яркость всех трех базовых составляющих соответствует белому цвету, минимальная — черному. Поэтому белый цвет имеет в десятичном представлении код (255, 255, 255), а в шестнадцатеричном — FFFFFF16. Черный цвет кодируется соответственно (0, 0, 0) или 00000016.

Все оттенки серого цвета образуются смешиванием трех составляющих одинаковой яркости. Например, при значениях R = 200, G = 200, B = 200 или C8C8C816 получается светло­серый цвет, а при значениях R = 100, G = 100, B = 100 или 64646416 — темно­серый. Чем более темный оттенок серого цвета вы хотите получить, тем меньшее число нужно вводить в каждое текстовое поле.

Что же происходит при выводе изображения на печать, как передаются цвета? Ведь бумага не излучает, а поглощает или отражает цветовые волны! При переносе цветного изображения на бумагу используется совершенно другая цветовая модель.

Модель CMYK

При печати на бумагу наносится краска — материал, который поглощает и отражает цветовые волны различной длины. Таким образом, краска выступает в роли фильтра, пропускающего строго определенные лучи отраженного цвета, вычитая все остальные.

Цветовую модель CMYK используют для смешения красок печатающие устройства — принтеры и типографские станки. Цвета этой модели получаются в результате вычитания из белого базовых цветов модели RGB. Поэтому их называют субтрактивными.

Базовыми для CMYK являются следующие цвета:

голубой (Cyan) — белый минус красный (Red);

пурпурный (Magenta) — белый минус зеленый (Green);

желтый (Yellow) — белый минус синий (Blue).

Помимо этих, используется еще и черный цвет, который является ключевым (Key) в процессе цветной печати. Дело в том, что реальные краски имеют примеси, поэтому их цвет не соответствует в точности теоретически рассчитанным голубому, пурпурному и желтому. Смешение трех основных красок, которые должны давать черный цвет, дает вместо этого неопределенный грязно­коричневый. Поэтому в число основных полиграфических красок и внесена черная.

На рис. 3 представлена схема, из которой видно, какие цвета получаются при смешении базовых в CMYK.

Рис. 3. Комбинации базовых цветов модели CMYK

Следует отметить, что краски модели CMYK не являются столь чистыми, как цвета модели RGB. Этим объясняется небольшое несоответствие базовых цветов. Согласно схеме, представленной на рис. 3, при максимальной яркости должны получаться следующие комбинации цветов:

смешение пурпурного (M) и желтого (Y) должно давать красный цвет (R) (255, 0, 0);

смешение желтого (Y) и голубого (C) должно давать зеленый цвет (G) (0, 255, 0);

смешение пурпурного (M) и голубого (C) должно давать синий цвет (B) (0, 0, 255).

На практике получается несколько иначе, что мы далее и проверим. Откройте диалоговое окно палитры цветов в программе Photoshop. В текстовые поля M и Y введите значение 100%. Вместо базового красного цвета (255, 0, 0) мы имеем красно­оранжевую смесь (рис. 4).

Инверсный цвет - это своего рода негатив для каждого цвета. На левом рисунке внутри круга цвета меняются на противоположные (инверсные).

На правом рисунке инверсный цвет можно найти на противоположном участке цветового круга.

III.Рефлексия

IV.Домашнее задание: выучить конспект