Қазақша рефераттар

Үшөлшемді графика

Информатика • 7-сынып

Компьютерлік графика және оның түрлері

Бұл сабақта компьютерлік графиканың мәні, қолданылу аясы және негізгі түрлері қарастырылады. Материал оқушылардың ақпаратпен жұмыс істеу, өз ойын дәлелді жеткізу және терминдер арасындағы байланысты анықтау дағдыларын дамытуға бағытталған.

Жалпы мақсат

  • Оқушыларды компьютерлік графикамен және оның түрлерімен таныстыру.
  • Оқулық пен қосымша деректерді тиімді пайдалануға үйрету.
  • Өз ойын еркін айтуға, пікірін қорғап сөйлеуге дағдыландыру.

Күтілетін нәтиже

  • Компьютерлік графиканың түрлерін ажыратып таниды.
  • Берілген сызба-нұсқадағы терминдердің байланысын анықтайды.

Әдіс-тәсілдер

Топтық жұмыс АКТ Кері байланыс

Көрнекіліктер

  • Интерактивті тақта
  • Оқулық
  • Слайдтар

Үй тапсырмасын тексеру (сұрақтар)

  1. 1) Модель деген не?
  2. 2) Модельдерді қасиеттеріне қарай неше топқа жіктейді?
  3. 3) Модельге мысал келтір.
  4. 4) Модельдеу дегеніміз не?
  5. 5) Нені модельдеуге болады?
  6. 6) Сызықтық алгоритм дегеніміз не?

Талқылау: оқушылар топ болып жауаптарын ұсынады және негіздейді.

Жаңа сабақ: компьютерлік графика туралы

Деректерді компьютер мониторында графикалық түрде көрсету алғаш рет өткен ғасырдың 50-жылдарында ғылыми және әскери мақсаттарда қолданылған электрондық есептеу машиналарының көмегімен жүзеге асты. Содан бері ақпаратты графикалық тәсілмен беру компьютерлік жүйелердің, әсіресе дербес компьютерлердің ажырамас бөлігіне айналды.

Анықтама

Компьютерлік графика — арнайы есептеу кешендерінің көмегімен бейнелерді жасау және өңдеу құралдары мен әдістерін зерттейтін пән.

Компьютерлік графика монитор экранында немесе сыртқы тасымалдаушыларда (қағаз, кино-пленка, мата және т.б.) кескіндерді бейнелеудің барлық түрлерін қамтиды. Көрнекілеу медицинада (компьютерлік томография), ғылыми зерттеулерде, киім үлгілеуде, тәжірибелік-конструкторлық жұмыстарда және басқа да салаларда кеңінен қолданылады.

Кескін жасау тәсіліне қарай түрлері

Растрлық Векторлық Фрактальдық

Сонымен қатар компьютерлік графиканың маңызды бағыты — үшөлшемді (3D) графика. Мұнда объектілердің көлемдік модельдері виртуалды кеңістікте құрастырылады, ал кескіндеудің векторлық және растрлық тәсілдері жиі бірге қолданылады.

Түстеріне қарай

Қара-ақ және түрлі түсті.

Мамандануына қарай

Инженерлік, ғылыми, Web-графика, компьютерлік полиграфия және т.б.

Компьютерлік графика көбіне құрал ретінде қолданылғанымен, оның әдістері математика, физика, химия, биология, статистика, бағдарламалау сияқты фундаменталды және қолданбалы ғылымдардың жетістіктеріне сүйенеді. Сондықтан бұл сала қарқынды дамып, компьютерлік индустрияда маңызды орын алады.

Компьютерлік графиканың негізгі түрлері

Фрактальдық графика

Фрактальдық графика математикалық есептеулерге негізделеді. Оның базалық элементі — математикалық формула. Яғни компьютер жадында дайын объектілер сақталмайды, ал кескіндер берілген теңдеулер бойынша құрастырылады. Осы тәсіл арқылы қарапайым құрылымдардан бастап табиғи ландшафттарды және үшөлшемді объектілерді имитациялайтын күрделі бейнелерге дейін жасауға болады.

Үшөлшемді (3D) графика

Үшөлшемді графика ғылыми есептеулерде, инженерлік жобалауда және физикалық объектілерді компьютерлік модельдеуде кең қолданылады. Мысалы, күрделі модельдеудің бір түрі — дененің қозғалысын кадрлар арқылы құрастыру.

Кеңістікте объектіні модельдеу қадамдары

  1. Объектінің нақты пішініне барынша сәйкес виртуалды қаңқасын (каркасын) жобалау және жасау.
  2. Нақты материалдарға ұқсас физикалық қасиеттері бар виртуалды материалдарды құрастыру.
  3. Беттерге тиісті материалдарды тағайындау (текстураларды проекциялау).
  4. Кеңістіктің параметрлерін беру: жарық, гравитация, атмосфера қасиеттері, объектілердің өзара әсері.
  5. Қозғалыс траекториясын анықтау.
  6. Кадрлардың қорытынды реттілігін есептеу (рендеринг).
  7. Анимацияға қажетті эффекттерді қосу.

Реалистік модель құруда геометриялық примитивтер (тік төртбұрыш, куб, шар, конус және т.б.) және тегіс (жатық) беттер кеңінен қолданылады.

Растрлық графика

Растрлық графикада кескін түрлі түсті нүктелердің (пиксельдердің) жиынтығынан тұрады. Әр пиксельдің өз орны мен түсі бар және әрқайсысы компьютер жадында белгілі бір көлемді қажет етеді.

Негізгі ұғым: мүмкіндік (resolution)

Мүмкіндік — ұзындық бірлігіндегі нүктелер санын сипаттайтын көрсеткіш. Ол кескін сапасына қойылатын талапқа, цифрлау тәсіліне, файл форматына және басқа параметрлерге тәуелді.

  • Түпнұсқаның мүмкіндігі
  • Экрандық кескіннің мүмкіндігі
  • Баспа кескінінің мүмкіндігі

Пиксель

Пиксель — кез келген түсті қабылдай алатын суреттің ең кіші бөлігі. Пиксельдер жолдар мен бағандар құрып, растрды қалыптастырады.

Түпнұсқа (dpi)

Түпнұсқаның мүмкіндігі әдетте dpi (dots per inch) арқылы өлшенеді және цифрлау әдісіне, файл форматына, сапа талабына байланысты өзгереді.

Экран және баспа

  • Экран үшін көбіне 72 dpi жеткілікті.
  • Түсті/лазерлік баспа үшін 150–200 dpi ұсынылады.
  • Фотосапалы баспа үшін 200–300 dpi қажет.

Экрандық мүмкіндіктердің мысалдары

Диагоналі 20–21 дюйм болатын мониторлар келесі мүмкіндіктерді қамтамасыз ете алады: 640×480, 800×600, 1024×768, 1280×1024, 1600×1280, 1920×1200, 1920×1600.

Растрлық сурет мысалдары

Фотосуреттер, мозаикаға ұқсас бейнелер, пиксельдік иллюстрациялар.

Векторлық графика

Растрлық графикада негізгі элемент нүкте болса, векторлық графикада негізгі элемент — сызық. Сызық тұтас объект ретінде математикалық түрде сипатталады, сондықтан векторлық кескінді сақтау үшін қажет деректер көлемі растрлыққа қарағанда жиі әлдеқайда аз болады.

Сызықтың негізгі қасиеттері

  • Пішіні: түзу немесе қисық
  • Қалыңдығы
  • Түсі
  • Түрі: тұтас, үзік (пунктирлі) және т.б.

Тұйық сызықтардың ішін түспен немесе басқа объектімен толтыруға болады. Тұйық емес сызық екі түйін нүктемен шектеледі; түйіндердің де өз қасиеттері бар.

Объектілер қалай құралады?

Күрделі фигуралар сызықтардан құралады. Мысалы, кубты өзара байланысқан алты тік төртбұрыш ретінде, ал оларды төрт сызықтан тұратын элементтер ретінде қарастыруға болады. Немесе куб — өзара байланысқан он екі сызықтан құралған жүйе деп те сипатталады.

Қолданылуы және мысалдар

Векторлық графика жоғары сапалы объектілерді бейнелеу үшін қолданылады: схемалар, диаграммалар, карталар, ғимарат жоспарлары, жол белгілері. Векторлық суреттер нүкте, түзу, шеңбер, тік төртбұрыш сияқты қарапайым фигуралардан құрастырылады.

Қорытынды

Компьютерлік графика — ақпаратты көрнекі түрде ұсынудың қуатты құралы. Растрлық графика пиксельдерге негізделсе, векторлық графика математикалық сипатталатын сызықтармен жұмыс істейді, ал фрактальдық графика формулалар арқылы кескін тудырады. Үшөлшемді графика бұл тәсілдерді біріктіріп, көлемді әлемді модельдеуге мүмкіндік береді.

Информатика пәні мұғалімі

Джалмағанбетова Р.