Основные понятия компьютерной графики

Основы программирования графики

Фактически во всех приложениях для операционной системы Windows используется графический интерфейс пользователя(GUI – graphic user interface). При этом экран компьютера работает в графическом режиме. Он разбивается на отдельные точки, называемые пикселами(от picture element). Каждая точка может окрашиваться в тот или иной цвет.

Общее число точек, на которые разбивается весь экран, может меняться и зависит от имеющегося объема видеопамяти компьютера и возможностей используемого монитора. Число точек по горизонтали и вертикали экрана называется его разрешением. Например, используются разрешения 800х600, 1024х768 и другие. Почему число точек по вертикали меньше, чем по горизонтали? Дело в том, что традиционно соотношение сторон киноэкрана (неширокоформатного), телевизионного кадра, кадра на фотопленке или в цифровом фотоаппарате – 4:3. Такое же соотношение сохраняется и на компьютерных экранах.

На каждый пиксел изображения операционная система отводит определенный объем видеопамяти. В настройках Windows этот параметр называется "цветовая глубина". Цветовая глубина может составлять 16, 24, 32 бита. Чем выше цветовая глубина, тем большее количество оттенков цвета может принимать каждая точка. При 16-битной цветовой глубине количество оттенков составляет 2¹⁶=65536, а при глубине в 24 бита – уже 16777216. Подавляющее большинство людей просто не различает свыше 16 миллионов оттенков, поэтому дальнейшее наращивание цветовой глубины фактически бессмысленно.

А каким образом разрешение зависит от типа применяемого монитора? Для мониторов на электронно-лучевой трубке важнейшим параметром является частота кадровой развертки, показывающая, сколько раз в секунду электронный луч перерисовывает картинку на экране. Чем выше частота кадровой развертки, тем меньше мерцание изображение и тем меньше устают глаза. Рекомендуется работать при частоте не ниже 85Гц, а еще лучше – 100Гц. Мониторы поддерживают разную максимальную частоту в зависимости от разрешения. Это и понятно – чем выше разрешение, тем больше точек надо перерисовывать. Например, монитор может обеспечивать частоту 100Гц при разрешении 800х600 и 75Гц – при разрешении 1024х768.

Мониторы на основе ТFТ-матрицы ("плоские") имеют фиксированное разрешение, так как в них каждый пиксел является физически изготовленным светодиодом. Это крупный недостаток таких мониторов – при работе с ними разрешение можно только понизить, но в результате качество изображения резко ухудшится.

Цвет каждого пиксела задается смешением в заданных пропорциях трех базовых цветов – красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) (RGB-модель). При R=0, G=0, B=0 получается черный цвет, а при R=255, G=255, B=255 – белый. Значения, при которых R=G=B, соответствуют оттенкам серого.

Еще одним важнейшим параметром изображения является линейное разрешение, измеряемое в количестве пикселов, приходящихся на один дюйм изображения (dpi – dots per inch). Применительно к компьютерному экрану линейное разрешение имеет "виртуальный" характер – оно не зависит от размера экрана, а определяется лишь возможностями операционной системы. Windows поддерживает экранные разрешения в 72 и 96dpi. Вообще говоря, это низкие разрешения, но они достаточны для экранного изображения. А вот при выводе на бумагу необходимо разрешение не ниже 300dpi.