Студенттердің өзіндік жұмыстарына арналған материалдар

 

СӨЖ тапсырмаларының тақырыптары:

1. Көркемдік және жарнамалық графика.

2. Графикалық ақпараттарды ұсыну.

3. Векторлық графика

 

1. Компьютерлік графика – әр түрлі кескіндерді (суреттерді, сызбаларды, мультипликацияларды) компьютердің көмегімен алуды қарастыратын информатиканың маңызды саласы. 

Дербес компьютерді пайдаланушылардың қатарында компьютерлік графикамен айналысатындардың саны күн санап артып келеді. Қазіргі кез-келген мекемеде кей уақытта газеттер мен журналдарға жарнамаларға тапсырыс беру немесе жарнамалық парақшалар мен буклеттер басып шығару қажеттілігі туындайды. Олардың кейбіреулері осындай жұмыстарды арнайы дизайнерлік бюролар мен жарнамалық агенттіктерге  тапсырса, кейбіреулері қолда бар программалық құралдарын пайдаланып, өз күштерімен жасауға тырысады.

  Қазіргі танымал программалардың ешқайсысы компьютерлік графикасыз жұмыс істемейді. Статистикаға сүйенсек, жаппай қолданыста  жүрген программаларды жасап шығарушы программистік ұжымның қызметкерлері  өз жұмыстарының 90 % уақытын  осы графикамен шұғылдануға  жұмсайды екен.

Графикалық программаларды кең көлемде қолдану қажеттілігі Интернеттің және бірінші кезекте миллиондаған интернет парақтарын бір «өрмекпен» байланыстырған  World Wide Web қызметінің  пайда болуынан туындады. Өйткені компьютерлік графикасыз безендірілген web-парақтың бүкіләлемдік желіде басқалардың көзіне түсіп, танымал болуы екіталай.

Қазіргі компьютерлік графика тек көркемдеу мен безендірумен үшін ғана емес, ғылым мен медицинаның барлық саласында, коммерциялық және  әкімшілік қызмет орындарында алуан түрлі ақпаратты көрнекі түрде көрсету үшін сызбалар, графиктер, диаграммалар жасау үшін қолданылады.

Конструкторлар автомобильдің немесе ұшақтың жаңа үлгілерін құрастырған кезде олардың соңғы көрінісін алу үшін үшөлшемді графикалық объектілерді қолданады. Архитекторлар монитор экранында болашақ ғимараттың кең көлемді кескінін жасап, оның жер бедерімен қалай жанасатынын алдын-ала болжай алады.

Қазіргі компьютерлік графика қолданылу әдісі бойынша мынадай негізгі салаларға бөлінеді:

Ғылыми графика. Алғашқы компьютерлер тек ғылыми және өндірістік есептерді шығару үшін қолданылды. Есептерден шыққан нәтижелерді дұрыс түсіну үшін оларды графикалық тұрғыда өңдеп, графиктер, мен диаграммалар, сызбалар тұрғызған. Машинадағы алғашқы графиктерді символдық  режимде басып шығаратын. Кейін сызбалар мен графиктерді қағазға қаламұштың көмегімен сызатын арнайы құрылғылар – графиксалғыштар (плоттерлер) пайда болды.

    Қазіргі заманғы ғылыми компьютерлік графика әр түрлі есептеу тәжірибелерін жүргізіп, олардың нәтижесін көрнекі түрде көрсетуге   мүмкіндік береді.

Іскерлік графика – қандай да бір мекеме жұмысының көрсеткіштерін көрнекі   түрде ұсыну үшін қолданылатын компьютерлік графиканың маңызды саласы. Іскерлік графиканың көмегімен жоспар көрсеткіштерін, есеп құжаттарын, статистикалық есептерді және т.б.  объектілерді көрнекі түрде ұсынуға болады. Іскерлік графиканың программалық жабдықтары электронды кестелердің құрамында болады.  

 

Конструкторлық графика - инженер-конструкторлардың, архитекторлардың, жаңа техниканы ойлап шығарушы өнертапқыштардың жұмысында қолданылады. Компьютерлік графиканың бұл түрі САПР-дың(систем автоматизации проектирования- жобалауды автоматтандыру жүйесі) міндетті элементі болып табылады. Конструкторлық графика құралдарын пайдалана отырып жазықтықтағы кескіндерді (проекциялар, сызбалар) ғана емес, кеңістіктегі үшөлшемді кескіндерді де жасауға болады.

 

Суреттеу графикасы (көркем графика) деп компьютер экранында ерікті түрде сурет салу мен сызуды айтады. Суреттеу графикасының пакеттері жалпы мақсатта пайдаланылатын қолданбалы программалық жасақтамалардың қатарына енеді. Суреттеу графикасында қолданылатын  қарапайым программалық жабдықтарды  графикалық редакторлар деп атайды.

 

Жарнамалық графика – теледидар пайда болғаннан кейін танымал бола бастады. Қазір компьютердің көмегімен жарнамалық роликтер, мультфильмдер, компьютерлік ойындар, видеодәрістер мен видеопрезентациялар жасалады. Оларды жасау үшін қолданылатын графикалық пакеттер осы мақсатта қолданылатын компьютерлердің жады мен жұмыс істеу жылдамдығына үлкен талап қояды. Осы графикалық пакеттердің басты ерекшелігі ретінде олардың шыншыл кескіндер мен «қозғалатын суреттерді» жасау мүмкіндігін айтуға болады. Үшөлшемді объектілерден тұратын суреттерді салу, оларды бұру, жақындату, аластату, деформациялау үлкен көлемде математикалық есептеулерді қажет етеді. Мысалға, объектінің жарықтылық деңгейін сол объектіге түсіп тұрған жарық көзін, оны қоршаған заттардың, олардың көлеңкелерін есепке ала отырып бейнелеу  үшін оптиканың заңдарын есепке алатын күрделі есептеулерді  жүргізу қажет.

 

 

Компьютерлік анимация деп дисплей экранында қозғалатын кескіндерді жасау өнерін айтады. Суретші қозғалатын объектінің бастапқы және соңғы қалпын бейнелейтін суреттерді ғана салады, ал осы екі суреттің арасындағы барлық қозғалысты компьютер осы объектіні қозғалтуға қажетті алдын-ала белгіленген математикалық есептеулерді орындай отырып өзі суреттеп шығады. Белгілі бір жиілікпен бірінен кейін бірі пайда болатын осындай суреттердің жиынтығы экранда қозғалатын суреттерді бейнелеуге мүмкіндік береді.   

Мультимедиа деп - компьютер экранындағы  жоғары сапалы кескінді дыбыстық сүйемелдеумен біріктіруді айтады.  Мультимедиа құралдары оқу-ағарту саласында, электронды ақпарат құралдарында және т.б. мақсатта қолданылады. Мультимедиа мүмкіндіктерін толық пайдалану үшін компьютерге арнайы программаларды орнатып қана қоймай, арнайы құрылғыларды қосу қажет.

Компьютерлік графика үш түрге: растрлық, векторлық және фракталдық болып бөлінеді. Олар бір-бірінен монитор экранында бейнелену және қағаз бетіне басып шығарылған кезде кескіндердің қалыптасу принциптері бойынша ажыратылады.

Растрлық графикада кескіндер түрлі-түсті нүктелердің жиынтығынан тұрады. Графикалық ақпараттың осындай нүктелер жиыны немесе пиксельдер түрінде ұсынылуы растрлық түрдегі ұсынылу болып табылады. Растрлық кескінді құрайтын әрбір пиксельдің өз орны мен түсі болады және әр пиксельге компьютер жадында бір ұяшық қажет.     

Растрлық кескіннің сапасы сол кескіннің өлшеміне (тігінен және көлденең орналасқан пиксельдердің саны) және әр пиксельді бояуға қажетті түстердің санына тәуелді болады. 

Мұндай типті кескіндер Adobe Photoshop, Corel Photo, Photofinish секілді қуатты графикалық редакторларда өңделеді. Растрлық кескіндер векторлық кескіндерге қарағанда сапасы жоғары, әсерлі болады. Қарапайым фотосуреттердің өзі компьютерде растрлық кескін түрінде сақталады. Растрлық кескіндерді Paint, Adobe Image Ready секілді программаларды қолданып қолдан жасауға да болады.

Растрлық кескіндердің артықшылықтары да, кемшіліктері де бар.

Артықшылығы:  растрлық кескінді түзетуге, әдемілей түсуге, яғни оның кез-келген бөлігін өзгертуге болады; нүктелерді қажет болмаса ішінара алып тастауға немесе қоюлатуға, сондай-ақ кескіннің әр нүктесін ақ-қара немесе басқа кез келген түске өзгертуге болады.

Кемшілігі: растрлық кескін өлшемінің масштабын өзгерткенде (бір немесе бірнеше бағытта созу немесе сығу) кескіннің сапасын жоғалтатыны. Мысалы, кескінді үлкейткенде, оның көрінісі дөрекіленіп кетсе, кішірейткенде – кескін сапасы өте нашарлап кетеді (нүктелерін жоғалтқандықтан).

Растрлық кескіндердің тағы бір кемшілігі – файлдар өлшемдерінің өте үлкендігінде (түстері неғұрлым көп және сапасы жоғары болған сайын, олар соғұрлым үлкен болады).

Бірақ бұл кемшіліктеріне қарамастан, қазіргі техникада растр өте жоғары сапалы кескін алуға мүмкіндік береді. Сондықтан растрлық кескіндер көркем графикада кеңінен қолданылады.     

Растрлық графика электронды (мультимедиалық) және полиграфиялық басылымдарды жасап шығару үшін де жиі қолдылады. Растрлық графикалық редакторлар көбінесе жаңа суреттерді салу үшін емес, дайын суреттерді өңдеу үшін қолданылады. Осы мақсатта көбінесе суретшілердің қолымен салынған дайын суреттер сканерленіп алады немесе фотосуреттер алынады. Соңғы кездері растрлық кескіндерді компьютерге енгізу үшін сандық фотокамералар мен видеокамералар кеңінен қолданылуда.

 

Растрлық графиканы векторлық графикамен салыстыру

 

Салыстыру критерийлері

Растрлық графика

Векторлық графика

Кескіндерді ұсыну әдісі

Растрлық кескін пиксельдердің жиынтығынан тұрады.

Векторлық кескіндер командалардың тізбегі түрінде бейнеленеді.

Шынайы суреттерді бейнелеу мүмкіндігі

Растрлық кескіндер шынайы суреттерді  айқын бейнелей алады. 

Векторлық графика фотосуреттегідей сапалы кескіндерді алуға мүмкіндік бермейді.

Кескіндерді өңдеу мүмкіндігі

Растрлық кескіндерді үлкейтіп-кішірейткенде немесе бұрғанда кескін өзінің бастапқы сапасын жоғалтады.

Векторлық кескіндерге сапасын жоғалтпай-ақ өзгеріс енгізуге, яғни қажет болса оларды кішірейтуге немесе үлкейтуге болады.

Кескіндердің басып шығарылу ерекшеліктері

Растрлық суреттерді принтерде оңай басып шығаруға болады.

Векторлық суреттер кейде принтерде басылмайды немесе нашар басылып шығады.

 Фракталды графиканың жасалу әдісі сурет салуға немесе безендіруге емес,програмалауға негізделеді. Егер растрлық графикада растр (пиксель), ал векторлық графикада сызық базалық элемент болып табылса, фракталдық графикада математикалық формуланың өзі базалық элемент болып табылады, бұл компьютердің жадында ешқандай объект сақталмайды, кескін тек қана теңдік бойынша салынады деген сөз.  

 

2. Қазіргі кезде тор беттерін әрлеуге көбінесе растрлық графика қолданылады. Оларға GIF (Graphics Interchange Format, ақпарат алмасуға арналған графикалық формат), JPEG (Join Photographic Experts Group – Біріккен бейне эксперттерінің тобы) және PNG (Portable Network Graphics – Жылжымалы графикалық формат) жатады. Растрлық графика нүктелер жиынтығы (пиксель – pixel) арқылы сипатталады. Бұл нүктелер бір бірімен байланыста болмағандықтан, олардың әрқайсысының түсі мен координатын анықтау керек. Жай ғана мысал, екі-ақ түсті (ақ қара) бейнені сипаттаған кезде, әр пиксельдің түсін беру үшін екілік санау жүйесін пайдаланады: 0 – қара, 1 – ақ.. Ал, 256 түсті бейнені сипаттаған кезде енді әр пиксельге 8-дік санау жүйесін қолданады (256=28). Суреттің сапасы жақсы болу үшін, әр пиксель үшін 24 разрядқа дейін қолданылады. Растрлық бейнелердің тағы бір кемшілігі - бейне сапасы, пайдаланып отырған монитор пиксельдерінің өлшеміне де байланысты. Яғни кей мониторларда суреттің сапасы әдемі болып тұрса, екінші жерде ол ондай қасиеттен айырылады. Сапасы нашар суреттердің пикселін көбейтуге арналған бағдарламалар болғанымен олар да бұл проблеманы толық шеше алмайды. Ал енді векторлық графика туралы сөз айтсақ.. Векторлық графика – орналасуын математикалық формулалар арқылы сипаттайтын қисықтар жиынтығынан туратын бейне. Мысалға, кез келген шеңберді бейнелеу үшін 3-4 сан ғана керек, радиус, центр координаттары, сызық қалыңдығы. Осыған байланысты, векторлық графика растрлық графикаға қарағанда бірнеше артықшылықтарға ие:

o       Математикалық формулалармен сипатталған суреттер, растрлық графикаға қарағанда жадыда аз орын алады.

o       Бейнені өзіміз қалаған кез келген масштабқа сапасын жоғалтпа й, өзгертуге болады.

o       Кез келген платформаға еш «қатесіз» көшіруге болды.

Әрине, векторлық графиканың өзіне тән кемшіліктері болады, мысалға, реалға жақын суреттерді бейнелей алмаймыз. Мұндай мәселені шешімі, жан жақты қанағаттандыратын ортақ бір келісім керек. Мінекей, FLASH авторлары осы шешімді тиімді пайдаланды: тор бетін құру кезінде сіз тек қана векторлық емес растрлық бейнелерді де импорттауыңызға болады.

FLASH тағы анимация негізі объектінің қасиетін өзгерту болып табылады. Мысалға, объектілер көрініп немесе жоқ болып кетуі, өзінің тұрған орнын, көлемін, өлшемін, түсін, көріну деңгейін өзгертуі мүмкін т.б.
FLASH та объектіні анимациялау механизмінің үш түрі бар.

o       Кадр бойынша («классикалық») анимация, яғни автор әрбір кадрды өзі жасайды немесе басқа қосымшадан импорттап алып олардың көріну ретін анықтайды;

o       Автоматтық анимациялау (tweened анимация), яғни автор бірінші және соңғы кадрды ғана құрады, ал қалғанын FLASH автоматтық түрде құрады. tweened-анимацияның екі түрі бар, біріншісі анимация, объектінің қозғалысына негізделсе (motion animation), екіншісі анимация объектінің трансформациялануына (пішінін өзгерту) негізделген (shape animation);

o       Сценарийге негізделген анимация; сценарий – ActionScript деп аталатын FLASH тілінде жазылған әрекетті сипаттау. Бұл тіл синтаксисі көптеген тор шығармаларын жасауда қолданылатын басқа тілдердің синтаксисіне ұқсас келеді. (мысалға, JavaScript және VBScript).

Бұл механизімдердің артықшылықтарымен қатар кемшіліктері де болады.

Tweened – анимацияның басқалардан бөліп тұратын екі артықшылығы бар:

o       Біріншіден, авторға енді әр кадрды жеке-жеке құрып отырудың енді қажеті жоқ;

o       Екіншіден, мұндай FLASH «мультфильмін» ойнату үшін алғашқы және соңғы кадрларын сақтап алса болғаны, бұл фильм көлемін әрине кішкене етіп сақтауға септігін тигізеді.

Бірақтан, tweened – анимация, объектінің қасиеттері бірдей өзгеретін тек қарапайым сюжеттерде ғана пайдалануға болады. Ал, ActionScript сценарийі арқылы объектіге күрделі қозғалыстар жасауға болады. Ол үшін, ActionScript тілін білу керек. Сонымен, егер өзіңіздің «мультфильміңізді» құрғыңыз келсе қай механизіммен жүзеге асыратыңызды таңдап алыңыз.

FLASH анимациясының мүмкіндігін көргіңіз келсе Disney (www.disney.com) компаниясының торын тамашалаңыз. Ол жерде FLASH мүмкіншілігін кеңінен қолданған. Macromedia (www.macromedia.com) компаниясының торында арнайы «күн торы» (Site Of The Day) деген рубрикасы бар, ол жерден FLASH технологиясын жете пайдаланып отырған торларға сілтеме берілген.

 

3. Графикалық редакторлар әр түрлі суреттерді, сызбаларды, иллюстрацияларды дайындау барысында пайдаланылатын қолданбалы программалардың тобын қалыптастырады.

Компьютерлік графиктердің қолданылатын бірқатар аймақтарын айта кетейік: визиткалар мен хабарландыруларды, иллюстративтік және іскерлік графиктерді ресімдейді, есептіліктердің, мақалалардың, кітаптардың суреттерін әзірлейді; нақты іс сцена мен анимациялық фильмдерді құрастырады; жарнама роликтерін жасайды және т.б.

Барлық графикалық редакторларды екі топқа бөлуге болады: растарлық және векторлық. Растарлық графикалық редакторда (басқаша Bitmap- графикалық редакторы деп аталады) кескін квадраттардың (кескіндердің пиксельдердің элементтері) шамалары бойынша кішкентай әрі растарларды құрылады.

Растарлық редактордың негізі элементі- нүкте (оның жағдайы, анық та қанық болуы, түсі).

Растарлық кескін бағандар мен жолдардың қиылысында орналасқан көптеген жекелеген нүктелерден (пискельдерден) қалыптасады. Кескінді бұлай қалыптастырудың басты артықшылығы- қарапайымдылығында. Растарлық кескінді жадында сақтау үшін растарлық суреттердің бірінші кемшілігіне айналған- жадында сақтаудың үлкен көлемін қажет етеді. Растарлық суреттердің тағы бір кемшілігі- масштабын өзгерту барысында кескін бұрмаланып кетеді.

Информацияны көрсетудегі растарлық тәсілдің артықшылығы- обьектінің формалары мен түсін өзгере алатын мүмкіндіктері шексіз (өте көп) десе де болады. Графикалық редакторлардың  бұл тобының типтік өкілі – Windows операциялық жүйелерінің құрамына кіретін Paint графикалық редакторы болып табылады. Растарлық графикалық редакторларға мыналар жатады: Adobe Photoshop, Photostyler, Coler Photo, Adobe Photo-Paint.

Векторлық графиктің негізгі элементіне сызық және математикалық формулалар жатады. Олар осы сызықты сызады.

Векторлық графикте объектінің мастабына өзгерткен кезде әр түрлі пискелдердің орналасу карталары (кестелер, матрицалар) емес, объектінің математикалық модельдерін жадында сақтаудың арқасында пропорция дәлме-дәл сақталады. Векторлық графикалық редакторлар- Adobe Illustrator, Macromedia Freehand және Corel Draw.

Векторлық графикте қисық үшін реттің алуан түрлілігі болып табылатын Безье кеңінен тараған.

Динамикалық кескін 3D Studio MAX, Animator Pro және Corel Draw редакторларының көмегімен жасалады.

3D Studio MAX десетесінде кескінді қалыптастырудың мына схмемалары пайданылады: аз ғана түйінді кадрлар беріледі, ал олардың кадрларын байланыстырушы қалғандары дестені интерполяция (жеткіліксіз деректерді қалыптастыратын математикалық операция) арқылы автоматты түрде құрады.

3D Studio MAX редакторы кескінделетін объектілерді  былайша түрлендіруді орындауға мүмкіндік береді: берілген траекторияның ұзына бойымен жылжыту; айналдыру; деформация (қысу немесе созу); морфинг (бір объектіні келесіне жайлап трансформациялау). Десте объектіні жарықтандырудың (жарық қылудың) бірнеше жарық көздерін және объектіні әр түрлі көзқарастан қадағалайтын бірнеше кемераны пайдалануға мүмкіндік береді. Объектілердің қырлары (грани объектов) кітапханада үлгілері сақтаулы болатын әр түрлі фактуралармен сурет етіп салынуы ықтимал.

Векторлық кескіндер, бұл - сызық, доға, шеңбер және тікбұрыш сияқты геометриялық объектілер жинағынан тұратын кескіндер. Бұл жерде вектор дегеніміз - осы объектілерді сипаттайтын мәліметтер жиынтығы.

Векторлық графиканың басты артықшылығы оған кескін сапасын жоғалтпай өзгеріс енгізуге, оңай кішірейтуге және үлкейтуге болатындығы. Келесі артықшылығы - векторлық кескіндердің ақпараттық көлемі растрлық кескіндермен салыстырғанда әлдеқайда аз болады. Векторлық кескіндер СorelDRAW, Adobe illustrator, Micrografx Draw секілді векторлық графикалық редакторларда жасалады.

Векторлық графикамен жұмыс істеуге арналған программалық құралдар бірінші кезекте кескіндерді өңдеу үшін емес, оларды жаңадан салу үшін қолданылады. Бұндай құралдар жарнама агенттіктерінде, дизайнерлік бюроларда, редакциялар мен баспаханаларда кеңінен қолданылады. Қарапайым геометриялық объектілер мен қаріптерді пайдалануға негізделген безендіру жұмыстары векторлық графика құралдарының көмегімен әлдеқайда оңай іске асады.