Фрактальдық графика

Фрактальдық графика векторлық сияқты математикалық есептеулерге негізделген, бірақ одан компьютердің жадында ешқандай объектінің сақталмауымен ерекшеленеді. Бейне теңдеумен құралатындықтан, формуладан басқа ештеңені сақтап қажеті жоқ. Теңдеуде коэффициентін өзгерте отырып, мүлдем басқа картина алуға болады. Тірі және өлі табиғаттың көптеген объектілеріне фрактальдық қасиеттер тән. Кәдімгі қар бүршігі фрактальдық объект болып табылады. Фрактальдық алгоритмдер кристалдар мен өсімдіктердің негізінде жатыр.

Компьютер бейнелерді өңдеу үшін олар сандық түрде көрсетілуі керек, яғни кодталған болуы тиісті. Суретті кодтау үшін оны пиксел (Pixel) деп аталатын кішкентай біртекті бөліктерге бөледі. Суреттегі барлық түстер нөмірленеді және әрбір бөлік үшін оның нөмірі көрсетіледі. Осындай тәсілмен кодталған суреттер растрлық бейнелер (растр, bitmap – карта бит) деп аталады. Ақ-кара суретте әрбір пикселді көрсету үшін 1-бит жеткілікті. Түсті суреттерде бейнелеу үшін түстер саны 2^N –дәрежесі болады, мұндағы N – пикселдің (нүктенің) түсі туралы ақпарат сақтайтың биттер саны. 11–биттік бейнеде 256 түс бар, 24 – биттік бейнеде 16000000-нан астам түсті көрсетуге болады.

Пикселдің түсін анықтайтын ақпараттың көлемі түстің тереңдігін (глубина цвета) анықтайды. Кодталған берілгендер негізінде бейнені құру үшін пикселдің көлемін анықтау керек. Тәжірибе жүзінде пикселдің көлемі орнына басқа екі шама қолданады: бейненің көлемі және оның шешілуі.

Шешілу (разрешение, resolution) - бейнені құрайтын пикселдердің орналасу тығыздығы, яғни, бір аудан бірлігіндегі орналасқан пикселдер саны.

Шешілуді әр түрлі құрылғыларға байланысты қарастыруға болғандықтан, шешілу өлшенеді:

1. бір дюймде орналасқан нүктелер санымен – dpi (dots Per Inch).

2. бір дюймде орналасқан пикселдер санымен – ppi (pixels per inch)

3. бір дюймде орналасқан сызықтар санымен (линеатура) – lpi (lines per inch)

Мониторда суреттерді бейнелеу үшін 72 dpi-120 dpi аралығында, ал қағазға 300 dpi болып шығады. Өте жоғары, сапалы бейнелерді түсті принтерде шығару үшін бұдан да жоғары шешу (разрешение) қолданылады.

Растрлық бейнелер есептеу техникасында кең қолданылады: фотосуреттер, интернеттегі суреттер.

Растрлық бейнелердің кемшіліктері:

· оларды үлкейту немесе кішірейту яғни, масштабтау қиынға түседі;

· жадта және дискіде көп орын алады.

Осы кемшіліктерден айырылу үшін бейнелерді кодтаудың векторлық тәсілін қолданады.

Кодтаудың векторлық тәсілінде суретті құрайтын геометриялық фигуралар: қисықтар, түзу сызықтар. Компьютер жадында математикалық фигуралар: дөңгелек, квадрат, эллипс, т.с.с. фигуралар, геометриялық абстракциялар түрінде сақталады. Мысалы, дөңгелекті кодтау үшін оны жеке пикселдерге бөлу қажеті жоқ, тек оның радиусын, ортасының координатасын, түсін сақтауға жеткілікті. Векторлық форматтағы бейне бір-біріне тәуелсіз өңдеуге болатын бөліктер жиынынан тұрады. Бұл бөліктер объекттер деп аталады. Бірнеше бөліктен жаңа объект құруға болады. Сондықтан объекттер түрі күрделі болуы мүмкін. Әрбір объект үшін оның көлемі, орналасуы сандық коэффициенттер түрінде сақталады. Сондықтан бейнені масштабтау қарапайым математикалық операциялар (графикалық элементтінің параметрін масштабтау коэффициенттеріне көбейту) көмегімен жүзеге асады. Ал бейненің сапасы өзгеріссіз қалады.

Векторлық графикамен жұмыстың кемшіліктері:

· нақты бейненің моделін құру күрделі.

Векторлық бейнені растрлық мониторда көреміз және растрлық принтерде шығарамыз. Сондықтан векторлық бейне экранға шығарылғанда растр түріне келтіріледі.

Векторлық графиканы растрге айналдыру дискретизация деп аталады. Ол үшін арнайы алгоритмдер қолданылады.

Жоғарыда айтылғандай растрлық бейненің әрбір нүктесі түс туралы ақпаратты сақтайды. Векторлық объектте оның контуры және боялған аймақтың түсі туралы ақпаратты сақталады. Түстің тереңдігіне байланысты бұл ақпарат 1 – 32 биттен тұрады. Миллионнан астам түсті бейнені кодтау үшін түстерді номерлеу қолайсыз болады. Түсті бейнелерді бейнелеу үшін кез-келген түсті бірыңғай анықтау үшін түсті көрсетудің бірнеше түсті көрсету модельдері (цветовые модели) құрылған. Физика курсынан күннің сәулесін әр-түрлі түстерге бөлуінің болатынын білеміз. Сонымен қатар, әр түсті сәулелерді керекті қатынаста жинап, ақ түсті алуға болады. Сол сияқты қатынастарды кішкене өзгертіп, кез-келген түсті алуға болады. Теледидар және мониторлар люминафорынан көк, қызыл және жасыл түс шығады. Осы үш түсті араластырып көптеген түстер алуға болады. RGB-түсті көрсету моделі осыған негізделген (R-red, G-green, B-blue). Бұл модельде кез-келген түс құрамын сипаттайтын үш санмен беріледі. Компьютерлік құрылғылардың көбісі осы модельді қолданылады. Осы үш түсті алғашқы (негізгі, аддитивті, І-ретті) түстер деп атайды. Оларды жұптап араластырса көгілдір Cyan, Magenta, Yellow (циан, пурпурлы, сары) субтрактивті (ІІ-ретті) түстер пайда болады. І-ретті және ІІ-ретті түстер базалық түстерді құрайды.