Размещено на http://www.allbest.ru/

12

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Байкальский государственный университет экономики и права

Кафедра Информатики и Кибернетики

Выполнил: Коробченко Т.В.

Проверил: к.ф.-м.н., доцент Бурдуковская А.В.

Иркутск 2015

Оглавление

Введение

1. Средства компьютерной анимации

1.1 Компьютерная графика для полиграфии

1.2 Компьютерная графика для рисования (2D)

1.3 Программы для презентаций

1.4 Двумерная анимация

1.5 Моделирование (2D и 3D)

1.6 Трехмерная анимация

1.7 Системы для работы с видео и компоновки

1.8 Программы для научной визуализации

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Компьютерная графика появилась достаточно давно - уже в 1960-ых годах существовали полноценные графические системы. Сегодня принято пользоваться терминами компьютерная графика (КГ) и компьютерная анимация (КА). Понятие компьютерная графика включает все виды работ со статическими изображениями, компьютерная анимация имеет дело с динамически изменяющимися изображениями. Объединить графику и анимацию дает возможность аббревиатура КГиА.

Векторные и растровые изображения

По своей структуре изображения могут быть растровыми и векторными. Например, сканер при считывании разбивает изображение на множество мелких элементов (пикселей) и формирует из них растровую картинку. Цвет каждого пикселя записывается в память компьютера при помощи определенного количества битов. Бит - минимальная единица памяти компьютера, которая может хранить либо значение 0, либо 1. Пиксель представляет собой наименьший адресуемый элемент растрового изображения. Если Вы говорите, что картинка имеет разрешение 800x600, то эти числа отражают количество пикселей по горизонтали (800) и вертикали (600). Чем больше количество пикселей в изображении, тем лучше его разрешение на экране и на печати. Число цветов, в которые можно раскрасить отдельный пиксель, определяется двумя в степени, равной количеству битов, хранящих цветовую информацию о пикселе. В контрастной черно-белой картинке каждый пиксель кодируется одним битом. Восьмибитное изображение позволяет иметь 256 цветов, а 24 бита обеспечивают присутствие в изображении более 16 миллионов цветов, что дает возможность работать с изображениями профессионального качества.

Методы создания двумерных и трехмерных изображений

Сколь бы ни был богат инструментарий программ растровой КГиА, существенную часть работы по построению изображения надо делать вручную, в том числе прорисовывать промежуточные кадры в анимации. В связи с этим растровые пакеты можно отнести к средствам компьютерной живописи. А настоящее объемное (трехмерное) изображение проще создать с помощью векторной графики: ее технология позволяет давать компьютеру указания (команды), руководствуясь которыми он строит изображения с помощью заложенных в программу алгоритмов. Этот метод больше походит на черчение, причем часто трехмерное. С помощью векторной графики объекты строятся из так называемых "примитивов" - линий, окружностей, кривых, кубов, сфер и т.д. Примитив не нужно рисовать - выбрав пиктограмму с изображением или названием, например, сферы, вы просто задаете ее параметры (координаты центра, радиус, количество граней на поверхности и т.п.), а уж компьютер чертит ее сам. Сложные объекты строятся из примитивов, на основе многоугольников (полигонов) или кривых (сплайнов), причем сплайновые модели имеют более гладкую форму, чем полигональные. Затем выбираются материалы (текстуры) и запускается процесс визуализации, то есть довольно длительная процедура построения реалистичного изображения по созданной каркасной модели и указанным материалам.

Классификация средств КГиА

По своему "профессиональному" назначению средства компьютерной графики и анимации можно подразделить на следующие группы:

· пакеты компьютерной графики для полиграфии;

· программы двумерной компьютерной живописи;

· презентационные пакеты;

· программы двумерной анимации, используемые для создания динамических изображений и спецэффектов в кино;

· программы для двумерного и трехмерного моделирования, применяемые для дизайнерских и инженерных разработок;

· пакеты трехмерной анимации, используемые для создания рекламных и музыкальных клипов и кинофильмов;

· комплексы для обработки видеоизображений, необходимые для наложения анимационных спецэффектов на видеозапись;

· программы для научной визуализации.

Программы компьютерной графики и анимации представляют профессиональный интерес для художников и дизайнеров, полиграфистов и кинематографистов, разработчиков компьютерных игр и создателей образовательных программ, клип-мейкеров и ученых, а также любых специалистов, которым необходимо создавать, использовать и обрабатывать самые разнообразные изображения.

1. Средства компьютерной анимации

Обзор используемых в полиграфии программ для обработки изображений стоит начать с растрового пакета Photoshop фирмы Adobe. Он является чем-то вроде образца для сравнения с другими программами того же назначения: эти программы обладают средствами для цветокоррекции сканированных изображений, ретуширования фотографий, позволяют использовать спецэффекты и маски, необходимые для редактирования и монтажа растровых изображений. Photoshop очень распространен среди пользователей Macintosh, однако существуют его версии для Windows 3.1, Windows'95 и Windows NT, компьютеров Silicon Graphics (SGI) и Sun. Последние версии пакета поддерживают многослойную структуру изображений, содержат инструменты для создания и редактирования векторных контуров. Photoshop позволяет пользоваться различными масками и большим количеством фильтров, обладает широким спектром средств для работы с цветом и создания спецэффектов.

Adobe Illustrator

Векторный пакет Illustrator той же фирмы Adobe разработан для Macintosh, PowerMacintosh и Windows. Он предназначен для создания иллюстраций и разработки общего дизайна страниц и ориентирован на вывод готовых изображений с высоким разрешением. Пакет позволяет создавать фигуры и символы произвольной формы, а затем масштабировать, вращать и деформировать их. Кроме того, Illustrator содержит широкий спектр инструментов для работы с текстом и многостраничными документами. Часто используют программу для работы с фильтрами и спецэффектами Kai's Power Tools, версия которой существует для PC, SGI и Macintosh и программу Adobe Streamline, позволяющую преобразовать растровые изображения в векторные, готовые для редактирования в Adobe Illustrator.

Среди достаточно распространенных пакетов иллюстративной графики для Windows стоит отметить векторный пакет CorelDRAW корпорации Corel Corp., ставший уже классической программой векторного рисования. Пакет предназначен не только для рисования, но и для подготовки графиков и редактирования растровых изображений. Он имеет отличные средства управления файлами и возможность показа слайд-фильмов на дисплее компьютера, позволяет рисовать от руки и работать со слоями изображений, поддерживает спецэффекты, в том числе трехмерные, и имеет гибкие возможности для работы с текстами. Для настольных издательских систем пригодится также программа для обработки изображений Adobe PhotoStyler, работающая под управлением Windows.

1.2 Компьютерная графика для рисования (2D)

Программы компьютерного рисования используются в качестве дополнительных компонентов к полиграфическим комплексам, дизайнерским, презентационным или анимационным программам.

Painter и FreeHand

Среди пакетов, предназначенных для создания статичной компьютерной двумерной живописи на Macintosh и в среде Windows, профессиональный интерес представляют программа редактирования растровой живописи Painter фирмы Fractal Design и пакет FreeHand фирмы Macromedia, являющийся частью комплекта FreeHand Graphics Studio 2.0. Painter обладает достаточно широким спектром средств рисования и работы с цветом. В частности, он моделирует различные кисти (карандаш, ручка, уголь, аэрограф и др.), позволяет имитировать рисунки акварелью и маслом, а также добиться эффекта натуральной среды. В свою очередь, последние версии программы FreeHand обладают богатыми средствами редактирования изображений и текста, содержит библиотеку спецэффектов и набор инструментов для работы с цветом, в том числе средства многоцветной градиентной заливки.

Среди программ компьютерной живописи для SGI особое место занимает пакет StudioPaint 3D фирмы Alias Wavefront, который позволяет рисовать различными инструментами ("кистями") в реальном времени прямо на трехмерных моделях. Пакет работает с неограниченным количеством слоев изображения и предоставляет 30 уровней отмены предыдущего действия, включает операции цветокоррекции и "сплайновые кисти", "мазок" которых можно редактировать по точкам как сплайн. StudioPaint 3D поддерживает планшет с чувствительным пером, что дает возможность художнику сделать традиционный эскиз от руки, а затем позволяет перенести рисунок в трехмерные пакеты для моделирования или анимации и построить по эскизу трехмерную модель.

1.3 Программы для презентаций

Среди презентационных пакетов на Macintosh и в среде Windows можно выделить группу программ, достаточно давно существующих на рынке. В нее входят Freelance Graphics фирмы Lotus, Harvard Graphics фирмы Software Publishing и PowerPoint корпорации Microsoft. Создатели этих программ с каждой новой версией расширяют спектр доступных им средств. Презентационные пакеты "новой волны" для Macintosh и Windows рассчитаны на более полное использование мультимедиа-возможностей. Эти программы допускают удобный импорт видео и звуковых файлов, в них предусмотрены средства анимации диаграмм. К числу этих пакетов относятся программа Action! фирмы Macromedia и пакет Astound фирмы Gold Disk.

PowerPoint

Система PowerPoint часто попадает к пользователям в составе пакета Microsoft Office. Она проста в использовании, включает обучающую программу, готовые образцы презентаций, хорошие средства работы с текстом и эффективную систему помощи, очень полезную для начинающих. PowerPoint не имеет встроенных средств мультимедиа, но может быть дополнена ими за счет использования технологии OLE 2 - Object Linking and Embedding.

Пакет Astound, один из лучших пакетов "новой волны", прост в использовании, позволяет синхронизировать звуковые клипы, движущиеся изображения и другие элементы мультимедиа, обладает богатым инструментарием создания и анимации трехмерных диаграмм, включает набор готовых презентаций по популярным темам, имеет множество инструментов для работы с графикой, динамическими изображениями и звуком.

Среди других презентационных пакетов стоит упомянуть также и программу Adobe Persuasion для OS/2 и Macintosh, включающую богатые средства компоновки и дизайна, программу Novell Presentations для Windows с мощным набором средств рисования и удобным руководством, а также пакет для слайд-шоу Demo-it фирмы Lifeboat Publishers для Windows и открытый для расширения презентационный пакет Director фирмы Macromedia, версии которого существуют для Windows и Macintosh.

Двумерная и трехмерная анимация, создаваемая как традиционными (без использования вычислительных средств), так и компьютерными методами, основана на одном и том же принципе: если ряд статичных изображений показать в достаточно быстром темпе, то человеческий глаз свяжет их вместе и примет за непрерывное движение. Для того, чтобы несколько изображений объекта были восприняты глазом как плавное движение этого объекта, может хватить скорости 8 компьютерных экранов в секунду. В отличие от традиционной целлулоидной анимации, где каждый кадр рисуется вручную, в компьютерной 2D-анимации часть рутинной работы берет на себя программа. Можно, например, задать движение по траектории (программа создаст соответствующие промежуточные кадры) или плавно изменить палитру в течение нескольких кадров (например, постепенно затемнить изображение или убрать часть цветов).

Вообще-то с момента возникновения трехмерной анимации 3D-пакеты сильно потеснили двумерную анимацию, однако стоит сказать о тех двумерных программах, которые используют традиционную технику целлулоидной анимации - это пакеты Animator Pro, который хорош для освоения азов 2D-техники, и мощная программа Animo . Оба пакета работают на PC. Классические примеры работ, сделанных в технике традиционной целлулоидной анимации - это "Белоснежка и семь гномов" и "Ну, погоди!". Пакет Animator Pro разработан фирмой Autodesk под DOS. Он не позволяет работать со звуком, но зато имеет отличный инструментарий для создания, редактирования и анимации изображений. Animator Pro очень распространен среди low-end пользователей, включая школьников и студентов. Его последователь Autodesk Animator Studio, предназначенный для двумерного рисования и анимации, работает уже под Windows и, в отличие от предшественника, поддерживает звук. С его помощью можно отредактировать видеозапись, подготовить анимационный и звуковые ряды, и объединить все это вместе.

Среди пакетов 2D-анимации под Windows, использующих нетрадиционные и смешанные техники, можно отметить также Animation Works Interactive фирмы Gold Disk, работающий на Macintosh и под Windows. Animation Works Interactive позволяет импортировать растровые изображения, имеет хороший набор инструментов для работы с траекториями, а полученную анимацию может комбинировать со звуком и цифровым видео.

Animo

Пакет Animo фирмы Cambridge Animation Systems, версия которого для SGI будет готова к осени 1996 года, воспроизводит технику традиционной анимации "один к одному" и поэтому очень популярен среди профессиональных "некомпьютерных" мультипликаторов, в том числе российских. Среди других профессиональных программ двумерной анимации стоит отметить пакет Animation Stand фирмы Rainbow Technologies для Macintosh, возможности которого не дотягивают до возможностей программы Animo, но превосходят ресурсы пакета Animator Studio, и программу Tic Tac Toon фирмы ToonBoom для SGI, чей потенциал близок к Animo.

Хорошим дополнением к анимационным программам для PC является сплайновый пакет Elastic Reality фирмы ADSG, предназначенный для двумерных деформаций и превращений (морфинга) кино- и видеоматериала. Пакет работает с замкнутыми и незамкнутыми кривыми, позволяет управлять степенью прозрачности объектов, сглаживать их контуры и применять спецэффекты. Существуют версии этого пакета для SGI и Macintosh.

Программы двумерного и трехмерного моделирования применяются для дизайнерских и инженерных разработок. Кроме того: они могут дополнить программы трехмерной анимации, полиграфические и презентационные пакеты.

AutoCAD

Среди программ моделирования под Windows легко выявить лидера - мощную систему машинного проектирования AutoCAD фирмы Autodesk. AutoCAD часто рассматривают как графическое ядро систем автоматизированного проектирования (САПР): он реализует основные операции по созданию и редактированию линий, дуг и текста, создает 2D- и 3D-модели; автоматизирует решение многих задач, возникающих в процессе проектирования; позволяет адаптировать и настраивать систему на конкретные приложения, создавая собственные сценарии и макрокоманды. Пакет содержит встроенный язык программирования AutoLISP, который позволяет пользователям формировать новые команды и даже использовать языки программирования высокого уровня.

На платформах IBM и Macintosh для трехмерного моделирования часто используют программу сплайнового моделирования Sketch! фирмы Alias|Wavefront, которая обеспечивает высокое качество визуализации при высоком же разрешении; программу Ray Dream Designer, которая обладает специальным набором средств моделирования и дает фотореалистическое качество изображения; пакеты MacroModel фирмы Macromedia и Form.Z фирмы Auto.des.sys, включающие средства моделирования и деформации трехмерных объектов. На IBM-совместимых компьютерах пользуются также и программой Crystal 3D Designer фирмы Crystal Graphics, которая имеет хорошие средства наложения материалов на поверхности, создания теневых эффектов и визуализации.

Моделирование (2D и 3D) на SGI: Designer, Studio и AutoStudio