Глава 1. Компьютерная графика.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………………….

Глава 1. Компьютерная графика.

1.1 Компьютерная графика………………………..……………………………

1.2 История компьютерной графики…………………………………………...

1.3 Области применения компьютерной графики…………………………….

1.4 Виды компьютерной графики………………………………………………

Глава 2. Компьютерная анимация

2.1 Компьютерная анимация

2.2 Области применения компьютерной анимации

 2.3 Виды компьютерной анимации

Исследование по теме: Компьютерная графика и анимация  в жизни человека

2.1 Опрос учеников МБОУ «Ак-Дашская СОШ» «Использование компьютерной графики и анимации»…………………………………….

2.2.Анализ школьных учебников………………………………………………

3. Создания проекта «Компьютерная анимация»………...…………….
3.1 Создание анимации в программе «Windows Movie Maker».
3.2 Создание анимации в программе “gimp”. Заключение ……………………………………………………………………...

Литература и источники ………………………………………………………

Приложение ……………………………………………………………………..

 

Введение

Я выбрал эту тему, потому что мне интересно работать с компьютерной графикой и анимацией. Создавать новые проекты, редактировать уже созданные с учетом новых технологий и возможностей.

На сегодняшний день компьютерная графика и анимация прочно вошли в нашу жизнь. Появляется все больше клипов, сделанных с помощью них.

Близ испанской деревни Альтамира сохранилась пещера – жилище первобытного человека. Скалистые выступы на потолке очерчены линиями и покрыты краской. Это изображение бизонов.

Ранние формы графики были первыми попытками передачи информации об окружающем мире последующим поколениям. Они представляли собой своеобразный учебник жизни.

Люди начали рисовать задолго до того, как научились писать. В Сиби­ри, в Кузнечном Алатау найден рисунок, возраст которого – 34 тысячи лет! Наскальные росписи выполнялись земляными красками, черной сажей и древесным углем с помощью расщепленных палочек, кусочков меха и просто пальцев.

С тех пор прошли многие тысячи лет, появились письменность и книго­печатание, человек овладел энергией атомного ядра и вышел в космическое пространство, а что изменилось в технике рисования? Стали лучше краски, кисти, появились перья, карандаши, фломастеры, но в принципе все осталось тем же самым, та же цепочка: глаз – рука – инструмент – изображение, те же требования к способностям художника.

Но вот появилась вычислительная техника. Вызванная к жизни необходимостью автоматизации решения трудоемких математи­ческих задач, ЭВМ из большого калькулятора неожиданно превратилась в интеллектуальный инструмент, сфера приложения которого стремительно расширяется. В начале 1960-х годов родилась новая область вычислитель­ной техники – интерактивная машинная графика (сегодня чаще называемая компьютерной), где компьютер используется уже не столько для обработки чисел, сколько для работы с графической информацией.

Графическая (образная) информация выгодно отличается от текстовой. Приведем высказывание.

«Я думаю, что чертеж очень полезное средство против неопределен­ности слов». (Лейбниц, 1646-1716 г.).

Есть такие задачи, результаты решения которых, просто невозможно воспринять без графического вывода, например поведение автомобиля в аварийных ситуациях, строение молекул и т. п.

Графические возможности компьютера не могут не вызывать изумления.

Когда только начали появляться первые компьютеры никто еще не знал, что через сколько-то лет нашу жизнь не возможно будет представить без компьютерной графики. Анимационные мультфильмы, рекламные брошюры, реклама на щитах, реклама на сайтах в виде баннеров, верстка журналов – все это сделано с помощью компьютерной графики.

Компьютерная анимация - это несколько более широкое явление, сочетающее компьютерный рисунок (или моделирование) с движением. Вообще же "анимацией" просвещенный мир называет тот прелестный вид искусства, который у нас в России зовется мультипликацией. "Animate" - по-английски и по-французски значит "оживлять", "воодушевлять". "Animation" - это оживление или воодушевление. Кстати, слово "реанимация" - того же происхождения: "ре" "повторное", "анимация" - "оживление". Дело в том, что привычное слово "мультипликация" - от английского "multiplication" (умножение), совсем не отражает ни прелесть, ни технологию мультфильмов. Итак, компьютерная анимация - это анимация, созданная при помощи компьютера.

Под определение "компьютерная анимация" подходят различные технологии. Компьютерная анимация может быть двухмерной и трехмерной, существует и компьютерная перекладка. Поначалу художники-аниматоры воспринимали компьютер просто как помощника, который избавит их от самой трудной и скучной работы, но со временем выяснилось, что его возможности куда богаче: он позволяет имитировать любую технику, любые материалы, любой стиль. Однако даже самый совершенный компьютер остается всего лишь инструментом. Многие считают, что будущее – за компьютерными технологиями, и все же то, каким получится фильм, зависит только от сидящего за компьютером человека

Всем хорошо известно два факта:

l  Чтобы создавать картины в векторном редакторе, необходимы специальные знания;

l Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации.

Цель работы:

l Выявить сферы применения компьютерной графики и анимации.

Задачи:

l Изучить применение компьютерной графики в разнообразных областях;

l Проанализировать условия применения каждого вида графики в отдельных сферах деятельности человека

l Создать 2d анимации в различных программах

Гиппотеза исследования:

• Начальные знания в области компьютерной графики  анимации помогут работать во всех сферах человеческой деятельности

Компьютерная графика

Научная графика

Это направление появилось первым.

Первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства - графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.

Назначение научной графики - наглядное изображение объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.

Деловая графика область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.

Назначение деловой графики - создание иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы.

Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.

Назначение конструкторской графики – использование в работе инженеров-конструкторов и изобретателей для создания чертежей.

Компьютерные приложения, работающие в этой области, получили название САПР — С истемы А втоматизированного Пр оектирования.

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым может привести изменения в конструкции.

Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения и пространственные, трехмерные изображения.

Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Программные средства, позволяющие человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов, относятся к иллюстративной графике.

Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок". Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.

Виды компьютерной графики.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику подразделяют:
на двумерную (часто её называют 2D):
- растровая
- векторная
- фрактальная
- трехмерную(3D)

Теперь подробнее, что представляет каждая из них.

Растровая графика, это попросту говоря набор точек (пикселей) различающихся по цвету, поэтому когда мы смотрим на огромное количество этих мизерных точек, создается впечатление цельной картинки. Вы скажете, про какие я точки веду речь? Дело в том, что приблизив растровую картинку в несколько раз, можно увидеть, что она состоит как раз из тех самых точек. Соответственно чем больше точек, тем лучше, четче и красивее будет выглядеть картинка. Это с одной стороны, с другой же, пиксели являются главным минусом растровой графики. Ведь увеличивая растровую картинку, вместе с ней начнут увеличиваться и пиксели, они станут более заметными, в результате чего рисунок станет «рваным» и некрасивым
. С помощью растровой графики можно отразить и передать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реа СС лшьльному изображению. Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить ее основные характеристики: освещенность, прозрачность и глубину резкости.

Какие существуют программы для работы с растровой графикой?
•Paint;
•StarOffice Image;
•Microsoft Photo Editor,
•Adobe Photoshop;
•Fractal Design Painter;
•Micrografx Picture Publisher.

Для чего она применяется?
1.Для обработки изображений, требующих высокой точности передачи оттенков цветов и плавного перетекания полутонов.
Например, для:
•ретуширования, реставрирования фотографий;
•создания и обработки фотомонтажа, коллажей;
•применения к изображениям различных спецэффектов;
2.Для получения изображения в растровом виде после сканирования.
3.Для художественного творчества путем использования различных спецэффектов.

Совсем другое дело это векторная графика. Векторные картинки состоят из обычных примитивов (круг, прямая, квадрат), которые задаются математическими формулами. По-разному трансформируя эти примитивы, можно нарисовать любую картинку. Естественно, можно смело увеличивать и уменьшать картинку, не боясь за потерю качества. А почему? Потому что при масштабировании в математические формулы вносятся поправки по размеру картинки, что никак не влияет на качество.
Векторная графика экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.
Но не все так хорошо. У векторной графики есть свой главный минус. Векторные картинки получаются не такими насыщенными по цвету, как растровые. Цветовая составляющая в векторной графике значительно меньше чем в растровой.

Программы для работы с векторной графикой:
• StarOfficeDraw;
• встроенный векторный редактор в MicrosoftWord;
• CorelDraw;
• AdobeIllustrator;
• FractalDesignExpression;
• MacromediaFreehand;
• AutoCAD.

Для чего она применяется?
1.Для создания вывесок, этикеток, логотипов, эмблем и прочих символьных изображений.
2.Для построения чертежей, диаграмм, графиков, схем.
3.Для рисованных изображений с четкими контурами, не обладающих большим спектром оттенков цветов.
4.Для моделирования объектов изображения.
5.Для создания 3-мерных изображений.

И последний тип это фрактальная графика. Что же вообще такое фрактал? Фрактал это математическая фигура обладающая свойствами самоподобия. То есть фрактал составлен из некоторых частей каждая из которых подобна всей фигуре. Проще говоря, один объект копируется несколько раз в результате чего получается рисунок.
Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.
Программы:
• Фрактальная вселенная 4.0;
• Fracplanet;
• TheFractory.
Этот вид графики применяют математики и художники.

Что же такое трехмерная графика и чем она отличается от двумерной? Давайте разберемся. Вообще, в результате работы над трехмерным объектом в какой – либо программе, модель не получается объемной (т. е мы не можем разглядеть её со всех сторон), мы лишь получаем проекцию этой модели на плоскость. Другими словами, «получается объем на плоскости». Мы видим трехмерную картинку (да, мы воспринимаем объем окружающей среды и самой модели), но видим её только с одной стороны.

Самые распространенные программы для работы с трехмерной графикой: 3ds max, maya.

 

 

Компьютерная анимация.

2.1 Компьютерная анимация

Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплея. Художник создает на экране рисунки начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения. Мультимедиа - это объединение высококачественного изображения на экране компьютера со звуковым сопровождением. Наибольшее распространение системы мультимедиа получили в области обучения, рекламы, развлечений.

Для того, чтобы рисованный или объемный персонаж на экране ожил, его движение разбивают на отдельные фазы, а затем снимают на кинопленку. Если внимательно посмотреть на отснятую пленку, видно, что в каждом кадре положение персонажа чуть-чуть отличается от предыдущего и последующего кадра, это и создает при проекции на экран иллюзию движения, основанную на способности сетчатки человеческого глаза удерживать изображение в течение некоторого времени, пока на него не накладывается следующее изображение.

Начав в прошлом с театра теней и «световых пантомим», это искусство прошло многовековой путь развития сначала до мультипликации, а потом до сложной компьютерной анимации. Западные 3D мультики нравятся юным зрителям по форме и вызывают негодование родителей по скудному духовному содержанию. С точки зрения исполнения новые серии мультфильмов российских студий не уступают западным аналогам. При этом сюжет их учит добру, любви, заботе о ближнем, то есть сделан с душой - именно такой должны быть истории в современной анимации и анимационных фильмах. А ведь именно душа делает из простой картинки живую, и только так появляется настоящая анимация.

Компьютерная анимация — вид анимации, создаваемый при помощи компьютера. На сегодня она получила широкое применение как в области развлечений, так и в производственной, научной и деловой сферах. Являясь производной от компьютерной графики, анимация наследует те же способы создания изображений: векторная графика, растровая графика, фрактальная графика, трехмерная графика (3D).

 

Виды компьютерной анимации

По принципу анимирования можно выделить несколько видов компьютерной анимации:

Анимация по ключевым кадрам. Расстановка ключевых кадров производится аниматором. Промежуточные же кадры генерирует специальная программа. Этот способ наиболее близок к традиционной рисованной анимации, только роль фазовщика берет на себя компьютер, а не человек.

Запись движения. Данные анимации записываются специальным оборудованием с реально двигающихся объектов и переносятся на их имитацию в компьютере. Распространённый пример такой техники — Motion capture (захват движений). Актеры в специальных костюмах с датчиками совершают движения, которые записываются камерами и анализируется специальным программным обеспечением. Итоговые данные о перемещении суставов и конечностей актеров применяют к трёхмерным скелетам виртуальных персонажей, чем добиваются высокого уровня достоверности их движения.

Такой же метод используют для переноса мимики живого актера на его трёхмерный аналог в компьютере. Процедурная анимация полностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды: симуляция физического взаимодействия твёрдых тел; имитация движения систем частиц, жидкостей и газов; имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос); расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием; имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа.

Программы для создания анимации с помощью цифрового фотоаппарата. Сегодня программное обеспечение, позволяющее задействовать цифровой фотоаппарат для съёмки анимации, применяется также часто, как и ставшие привычными 3D- или 2D-пакеты. Любая программа такого типа обеспечивает управление цифровым фотоаппаратом через компьютер и работу с полученными кадрами.

Процедурная анимацияполностью или частично рассчитывается компьютером. Сюда можно включить следующие её виды:

ñ Симуляция физического взаимодействия твёрдых тел.

ñ Имитация движения систем частиц, жидкостей и газов.

ñ Имитация взаимодействия мягких тел (ткани, волос).

ñ Расчёт движения иерархической структуры связей (скелета персонажа) под внешним воздействием (Ragdoll).

ñ Имитация автономного (самостоятельного) движения персонажа. Примером такой системы является программа Euphoria.

Программируемая анимация

Широкое применение в сети получили два языка, с помощью которых программируются движения анимируемых объектов:

ñ Java-Script — браузерный язык

ñ Action-Script — язык работы с приложениями Flash

Преимущество программируемой анимации — в уменьшении размера исходного файла, недостаток — нагрузка на процессор клиента.

Анализ школьных учебников

Вывод:

Работа с компьютерной графикой, являясь основным средством на начальной стадии, проходит через весь школьный курс, поднимаясь в каждом классе на качественно новый уровень и сочетаясь с остальными вопросами общеобразовательного курса средней школы. Вот исчерпывающий набор программ для работы с компьютерной графикой на протяжении всего школьного курса: MSPaint, MSWord, MSExcel, MSPowerPoint, MSFrontPage, CorelDraw, AdobePhotoshop,. Доступность редактора MSPaint, его простой интерфейс при достаточно хороших возможностях позволяют с первых уроков ребёнку осваивать интерфейс, развивать технику работы с клавиатурой и мышью. И все те вопросы, которые необходимо постичь ребёнку на первых шагах, наиболее доступным образом даются с помощью компьютерной графики. Круг вопросов решаемых с помощью редактора Paint достаточно широк:

- Основы диалога ученик – компьютер.

- Постижение основ интерфейса.

- Стандартные элементы окна.

- Работа с главным меню и инструментальными панелями.

- Основные технические операции с графическими объектами:

- выделение объекта;

- копирование объекта;

- вставка объекта;

- перемещение объекта;

- удаление объекта.

- Использование контекстного меню.

- Основные операции с файлами и папками:

- сохранение файла в заданную папку;

- открытие файла по заданному пути;

- сохранение файла под новым именем.

- Основы графического моделирования.

- моделирование на плоскости;

- объёмные формы.

Моделирование в среде редактора Paint и решение аналогичных задач в MSWord в зависимости от последовательности постановки задач возможно параллельно. Инструментарий MSWord несколько отличается, но решение уже знакомого профиля задач моделирования, но технически с иным подходом делает освоение текстового редактора и дальнейшую работу с текстом более доступной. Полученные знания и накопленный практический опыт позволяет детям выполнять разработку поздравительных открыток, буклетов и т.п. работ. А это уже такой диапазон для творчества и самовыражения!

Дальнейшая работа с компьютерной графикой расширяется на векторный редактор CorelDraw и растровый редактор AdobePhotoshop.Это происходит в 10-11 классах. Круг рассматриваемых вопросов:

- Понятие векторной и растровой графики.

- Графические форматы.

- Использование буфера обмена при работе в разных приложениях.

- Знакомство с основными инструментальными средствами растровой графики AdobePhotoshop.

- Программный пакет для обработки векторной графики CorelDraw и основной продукт пакета.

- Моделирование в среде CorelDraw.

- Графическое моделирование процессов, имеющих неизобразительную основу.

- Электронные документы. Компьютерная графика в презентациях.

- Компьютерная графика электронных страниц.

- НТМL-страницы средствами FrontPage.

- Основы анимации.

- Трёхмерное моделирование.

Конечно, и анимацию, и трёхмерное моделирование изучить в школьном курсе информатики невозможно, как и Corel и Photoshop на уровне специалиста. И постичь HTML-технологии в рамках школы тоже выше возможностей школьной информатики. Но ведь такая задача и не ставится. Анимация и трёхмерное моделирование в рамках знакомства. А Corel и Photoshop в рамках вопросов, которые должны быть изучены в школьном курсе. НТМL-технологии на уровне первых самостоятельных шагов.

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развитие искусства в не меньшей степени, чем политические жесты, описывает репутацию страны в мире. Миллионы людей, плохо разбирающихся в политике, сформировывают представление о чужих государствах конкретно благодаря культуре. Америка и Франция, Англия и Германия имеют стиль могущественных государств не только благодаря их роли в мировом политическом процессе, но и благодаря книгам и фильмам, оперным и театральным постановкам, которые осуществляются в этих странах. И, естественно, благодаря мультфильмам, поскольку в компьютерной графике и анимации собираются все искусства: живопись, музыка, литература, театр (искусство одушевления часто сравнивают с актерской игрой), танец (а отменная пластика движения в кадре часто напоминает о балете). В итоге развитие государственной мультипликации - искусства сложного, синтетического и высокотехнологичного, как ничто другое является показателем культурного уровня той либо другой страны, свидетельством щедрости правительства по отношению к своему народу и к его культурным традициям. Развитие государственной компьютерной графики и анимации - это не только знак обеспеченного прошедшего страны, но и «разбег» для хорошего грядущего. В сегодняшние дни статус мультипликации изменяется, и много говорится о том, что находившаяся длительное время как бы на полях кинематографа сейчас компьютерная графика и анимация начинает претендовать на центральное в нем место.

 

Литература и источники

1. http://www.monitoring.ru

2. "Информатика и ИКТ. 10-11", Н.Д. Угринович, Москва, 2006 г.

3. www.informic.narod.ru

4. www.infoschool.narod.ru

5. www.klyaksa.ru

6. www.problems.ru

7. www.it-n.ru

8. www.allbest.ru

9. www.alleng.ru

10. www.orakul.spb.ru

11. www.markbook.chat.ru

12.  wikipedia.org

13. http://wmm5.narod.ru/

14. http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-26678/

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………………….

Глава 1. Компьютерная графика.

1.1 Компьютерная графика………………………..……………………………

1.2 История компьютерной графики…………………………………………...

1.3 Области применения компьютерной графики…………………………….

1.4 Виды компьютерной графики………………………………………………