§ 4.2. Компьютерная графика

Афиша школьного концерта, карта в навигаторе, кадр из мультфильма, снимок с телефона, схема в учебнике физики — всё это изображения, которые хотя бы раз побывали в компьютере. Одни нарисованы мышью или пером на планшете, другие сфотографированы, третьи введены с бумаги. Разберёмся, как картинки попадают в компьютер, как они там хранятся и почему один файл с картинкой весит мегабайты, а другой — всего несколько килобайт.

Что называют компьютерной графикой

Рисунок, картину, чертёж, фотографию или схему условимся называть одним словом — графический объект. Выражение «компьютерная графика» употребляют в двух смыслах. Во-первых, так называют сами графические объекты всех видов, если их создали на компьютере или хотя бы обработали на нём. Во-вторых, так называют целую область человеческой деятельности, где компьютер служит инструментом, чтобы создавать изображения и работать с ними.

Где без неё не обойтись

С компьютерной графикой сталкиваются люди самых разных профессий. Учёные и статистики превращают длинные ряды чисел в графики и диаграммы: так нагляднее видно, как десятилетиями меняется климат, растёт или убывает число животных какого-нибудь вида, чем закончился опрос жителей города. Врач рассматривает на экране снимок ультразвукового исследования. Архитектор и инженер проектируют здания, мосты и детали машин, дизайнер придумывает обстановку квартиры или планировку парка. Тренажёры для лётчиков и водителей, а вместе с ними компьютерные игры показывают придуманный мир так, будто он настоящий. Кино не обходится без спецэффектов, а сайты и программы — без значков, кнопок и меню, которые кто-то нарисовал. Наконец, многие рисуют на планшете, обрабатывают снимки и делают анимацию просто для себя. С графикой связаны и новые профессии: аниматор оживляет персонажей, интерфейс-художник рисует иконки и меню, художник по видеоэффектам создаёт для фильмов взрывы и волшебство.

Как изображение попадает в компьютер

Изображение, которое хранится на компьютерном носителе, будем называть цифровым графическим объектом. Его всегда можно вывести на бумагу, ткань или плёнку. Получить такой объект можно тремя путями:

1) снять цифровым фотоаппаратом или телефоном, а уже готовую картинку скопировать с флешки или скачать из интернета; 2) ввести с бумаги при помощи сканера; 3) нарисовать заново в графической программе.

Как работает сканер

Сканер мысленно делит лист на сетку из крошечных квадратиков — пикселей, определяет цвет каждого квадратика и записывает этот цвет двоичным кодом в память компьютера. Чем мельче квадратики, тем больше их уместится на том же листе и тем подробнее компьютер узнает исходную картинку.

Насколько мелкими получатся пиксели, зависит от разрешающей способности сканера. Её измеряют в dpi — от английского dots per inch, «точек на дюйм». Дюйм — старинная мера длины, он равен 2,54 см, а в задачах будем считать его равным 2,5 см. Разрешающую способность записывают парой чисел, например 600 × 1200 dpi. Первое число говорит, сколько пикселей сканер различит в строке длиной в один дюйм. Второе — на сколько строк он разделит полоску высотой в один дюйм. Если оба числа одинаковы, например 600 × 600 dpi, пиксели выходят квадратными.