Вебинары Разобраться в IT Реферальная программа
Программирование Аналитика Дизайн Маркетинг
19 Дек 2023
8 мин
6271

Компьютерная графика: что это, какая бывает и зачем нужна

Что такое компьютерная графика, как она появилась, каких видов бывает и где ее используют.

Рассказываем о компьютерной графике: что это и когда возникла, какие бывают виды и чем растровая графика отличается от векторной. А еще — в каких сферах используют компьютерную графику.

Что такое компьютерная графика и как она появилась

Компьютерная графика — это область информационных технологий, в которой создают и обрабатывают графические изображения на компьютерах. С помощью компьютерной графики можно делать двухмерные и трехмерные картинки, анимацию, виртуальную реальность, обрабатывать изображения, разрабатывать компьютерные игры и многое другое.

По сравнению с рисованием вручную у компьютерной графики много плюсов. Можно создавать изображения в интерактивном формате — когда сразу видите результаты своей работы и можете их корректировать. А если ошиблись, всё легко исправить. К тому же некоторые эффекты сложно или невозможно использовать на листе бумаги: например, трехмерность, текстуры.

На курсе «Графический дизайнер» в онлайн-университете Skypro вы с нуля научитесь работать с компьютерной графикой. За 10 месяцев учебы освоите дизайн-принципы и теоретические основы композиции, а еще научитесь работать в графических редакторах на практике. Figma, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, Adobe After Effect, Tilda — разберетесь в каждом инструменте.

В конце курса вы получите диплом о профпереподготовке и сможете начать работать в сфере графического и веб-дизайна.

Термин «компьютерная графика» зафиксировали только в 1960 году, хотя само явление возникло раньше. В 1951 году началась эра компьютерной графики — ученые Массачусетского технологического института для военных целей разработали первый дисплей для компьютера «Вихрь».

А в 1963 году американский ученый Айвен Сазерленд написал компьютерную программу Sketchpad, на которой с помощью светового пера можно было рисовать векторные фигуры на дисплее. Первый фильм с компьютерной графикой появился в 1982 году — «Трон» режиссера Стивена Лисбергера.

фильм-трон-компьютерная-графика

Кадр из фильма «Трон», где впервые использовали компьютерную графику
Источник: Кинопоиск

Какие бывают виды компьютерной графики

Компьютерную графику можно разделить на несколько направлений: по выводу изображения на экран и по пространственным измерениям.

По выводу изображения на экран компьютерная графика бывает трех видов:

  • растровая,
  • векторная,
  • фрактальная.

По пространственным измерениям компьютерная графика бывает двух видов:

  • двухмерная (2D),
  • трехмерная (3D).

Растровая графика

Растровая графика — это форма компьютерной графики, которая представлена в виде сетки из мельчайших точек — пикселей, где каждый содержит информацию о цвете и яркости.

Пиксель — самый маленький элемент изображения и базовый «строительный материал» растровой графики. Чем больше пикселей в изображении, тем более детализированным оно будет — это называется высоким разрешением. Но из-за него уходит больше ресурсов на обработку и хранение.

Растровую графику используют в фотографиях, текстурной картографии, цифровых изображениях и других сферах, где важны детализация и мягкие переходы между оттенками. Но главный недостаток растровой графики — при масштабировании теряется четкость и детализация. Это происходит потому, что пиксели становятся видимыми.

Растровые изображения можно сохранить в разных форматах: jpeg, png, bmp и других.

Векторная графика

Векторная графика — это форма компьютерной графики, которая представлена в виде математических объектов: линий, кривых и полигонов. Эти объекты объединяются в сложные формы и структуры.

В отличие от растровой графики векторные изображения сохраняют свою четкость и детализацию при любом масштабировании. Всё потому, что их можно описать математически, а не отдельными пикселями. Это преимущество особенно полезно, когда нужно создать логотип, иллюстрации, иконки, шрифты и другие элементы, которые используют в разных масштабах.

На курсе «Графический дизайнер» в онлайн-университете Skypro вы научитесь с нуля создавать фирменный стиль и логотипы для компаний, разрабатывать дизайн одностраничных сайтов, оформлять баннеры и многое другое.

Опытные преподаватели-практики смогут объяснить теорию доступным языком и будут пошагово следовать за вами во время практики — вы получите только конструктивную обратную связь, которая поможет улучшить навыки.

Векторные изображения не имеют разрешения в традиционном смысле: они не зависят от количества пикселей. Так сохраняется четкость при выводе на устройства с разными разрешениями.

Файлы векторной графики обычно меньше по размеру, чем похожие растровые изображения. Векторные файлы используют математические формулы, чтобы определять формы и цвета объектов — вместо того чтобы хранить каждый пиксель отдельно, как в растровых изображениях. Такая особенность делает векторы компактными: они хранят лишь информацию о форме, положении и цветах объектов. Детализации пикселей нет, поэтому векторные изображения занимают меньше памяти.

Чтобы создавать и редактировать векторную графику, чаще всего используют программы Adobe Illustrator, CorelDRAW и другие.

Отличие растровой графики от векторной

Отличие растровой графики от векторной

Фрактальная графика

Фрактальная графика — это форма компьютерной графики, которая использует математические объекты — фракталы. Фрактал — это структура, которая состоит из бесконечного количества деталей при разных масштабах, если ее бесконечно увеличивать, она всё равно будет похожа на саму себя. Это означает, что вблизи части фрактала могут напоминать структуру целого объекта. Самый понятный пример фрактала из жизни — это снежинка.

Чтобы создать фрактал, нужно много раз повторить структуру всего объекта. Такой процесс еще называют итерацией — когда к первому изображению добавляют еще одно и так далее. Многие фракталы используют комплексные числа — те, что состоят из двух частей: действительной и мнимой. Еще фракталы описывают свою структуру с помощью математических функций.

Известные примеры фрактальных графиков — множество Мандельброта и фрактал Жюлиа. Фрактальную графику широко используют в исследованиях, в математике и физике, а еще в искусстве и даже в дизайне компьютерных игр.

Множество Мандельброта

Множество Мандельброта

Двухмерная графика

Двухмерная графика (2D) — это тип графики, который представляет изображения в двух пространственных измерениях — в длине и ширине. Двухмерное изображение строится на плоскости, где каждую точку можно описать двумя координатами.

Двухмерную графику часто используют для создания иллюстраций, картин, комиксов, афиш и других изобразительных элементов как на бумаге и в печати, так и для компьютерных экранов.

Трехмерная графика

Трехмерная графика (3D-графика) — это форма компьютерной графики, которая представляет изображения в трех пространственных измерениях: длине, ширине и глубине. Так изображения получаются более реалистичными и объемными — получается имитировать трехмерные объекты и то, как они располагаются в пространстве.

Трехмерная графика

Трехмерная графика

В 3D-графике используют понятие «камера», чтобы определять точки обзора и угла обзора — и создавать изображения с разной перспективой. Трехмерную графику часто используют для анимаций и визуализаций, потому что она позволяет легко изменять положение и форму объектов в каждом кадре.

Полигональная графика

В полигональной графике трехмерные объекты состоят из полигонов: треугольников, квадратов и других многоугольников. Полигоны объединяются, чтобы создавать поверхности, а текстуры придают объектам реалистичный внешний вид. Полигональную графику часто используют в компьютерных играх, фильмах и анимации, а еще в инженерном моделировании и архитектурном дизайне.

Воксельная графика

Воксельная графика представляет объекты в виде объемных элементов — вокселей. Воксель — это трехмерный пиксель, элемент в трехмерной решетке. В отличие от полигональной графики воксельная обрабатывает данные в объеме. Это делает ее полезной для определенных приложений, например визуализации в медицине и трехмерных моделей для 3D-печати.

Полигональную или воксельную графику используют в зависимости от требований проекта.

Где применяют компьютерную графику

Компьютерная графика важна в различных областях.

🟢 Информационные технологии

С помощью компьютерной графики разрабатывают пользовательские интерфейсы для веб-сайтов и приложений, создают графические элементы дизайна и анимацию.

Научитесь создавать сайты с нуля на курсе «Графический дизайнер» от онлайн-университета Skypro. Вы узнаете, как адаптировать лендинг под мобильные носители, и защитите свой первый дизайн-проект. Через 10 месяцев учебы получите диплом о профпереподготовке.

🟢 Дизайн и искусство

Дизайнер создает с помощью компьютерной графики логотипы, брендинг, маркетинговые материалы и многое другое. Еще дизайнер может создавать визуал для разного вида упаковки и рекламы. А дизайнер-иллюстратор — рисовать в графических редакторах иллюстрации для книг, журналов и газет.

🟢 Развлечения и мультимедиа

Гейм-дизайнеры разрабатывают графику персонажей, миры, эффекты и другие детали видеоигр. Элементы компьютерной графики активно используют в фильмах и сериалах: от «Игры престолов» до «Звездных войн».

🟢 Образование и наука

В сфере образования без компьютерной графики тоже не обойтись. Есть разные обучающие программы с использованием графики, для научных данных и моделей создают графические визуализации.

🟢 Медицина

В медицине компьютерную графику применяют, чтобы создавать трехмерные визуализации органов и тканей. Это помогает в диагностике и планировании хирургических вмешательств. Еще компьютерную графику используют для разработки интерактивных обучающих программ и симуляторов, чтобы начинающие врачи безопасно и эффективно улучшали свои навыки.

🟢 Архитектура и строительство

В архитектурной сфере компьютерная графика нужна, чтобы создавать визуализации архитектурных проектов. С ее помощью архитекторы разрабатывают трехмерные модели зданий и ландшафтов.Так проще понять формы и распределение пространства. Еще компьютерную графику используют для реалистичных виртуальных туров.

🟢 3D-печать и производство

Компьютерную графику используют, чтобы создавать трехмерные модели. Проектировщики и инженеры разрабатывают детали и прототипы в графических программах, а еще оптимизируют геометрию и структуру изделий. Кроме того, с компьютерной графикой улучшается эффективность и точность производства.

Компьютерная графика — важный инструмент в современном мире, который дает возможности для творчества, образования, научных исследований и промышленного производства.

Главное о компьютерной графике

🟢 Компьютерная графика — область информационных технологий, где можно создавать и обрабатывать графические изображения на компьютерах: двухмерные и трехмерные картинки, анимацию и виртуальную реальность. По сравнению с классическим рисованием компьютерная графика дает возможность работать в интерактивном формате — вы мгновенно видите результаты и легко их корректируете.

🟢 Термин «компьютерная графика» появился только в 1960 году, хотя само явление возникло раньше. В 1963 году американский ученый Айвен Сазерленд написал компьютерную программу Sketchpad, на которой с помощью светового пера можно было рисовать векторные фигуры на дисплее. Первый фильм с компьютерной графикой появился в 1982 году.

🟢 Компьютерную графику можно разделить на несколько направлений: по выводу изображения на экран и по пространственным измерениям. По первому направлению компьютерная графика бывает трех видов: растровая, векторная и фрактальная. У каждой свои плюсы, минусы и области применения. По второму направлению компьютерная графика бывает двух видов: двухмерная и трехмерная. А трехмерная делится на две категории — полигональную и воксельную.

Добавить комментарий