Последней из рассматриваемых видов компьютерной графики - это фрактальная графика. Фрактальная графика является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся перспективных видов компьютерной графики.

Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия . Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников .

Понятия фрактал , фрактальная геометрия и фрактальная графика , появившиеся в конце 70-х, сегодня прочно вошли в обиход математиков и компьютерных художников. Слово фрактал образовано от латинского fractus и в переводе означает «состоящий из фрагментов» . Оно было предложено математиком Бенуа Мандель-Бротом в 1975 году для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур, которыми он занимался.

Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Одним из основных свойств фракталов является самоподобие . Объект называют самоподобным , когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга. Перефразируя это определение, можно сказать, что в простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент -- равносторонний треугольник , который получил название «фрактальный» . Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника.

Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Полученный объект носит название «фрактальной фигуры» . Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Таким образом, можно описать и такой графический элемент, как прямую .

Изменяя и комбинирую окраску фрактальных фигур можно моделировать образы живой и неживой природы (например, ветви дерева или снежинки), а также, составлять из полученных фигур «фрактальную композицию» . Фрактальная графика , также как векторная и трёхмерная , является вычисляемой. Её главное отличие в том, что изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений, ничего кроме формулы хранить не требуется.

Только изменив коэффициенты уравнения, можно получить совершенно другое изображение. Эта идея нашла использование в компьютерной графике благодаря компактности математического аппарата, необходимого для ее реализации. Так, с помощью нескольких математических коэффициентов можно задать линии и поверхности очень сложной формы.

Итак, базовым понятием для фрактальной компьютерной графики являются «Фрактальный треугольник» . Затем идет «Фрактальная фигура» , «Фрактальный объект» ; «Фрактальная прямая» ; «Фрактальная композиция» ; «Объект-родитель» и «Объект наследник» . Следует обратить Ваше внимание на то, что фрактальная компьютерная графика , как вид компьютерной графики двадцать первого века получила широкое распространение не так давно.

Её возможности трудно переоценить. Фрактальная компьютерная графика позволяет создавать абстрактные композиции, где можно реализовать такие композиционные приёмы как, горизонтали и вертикали, диагональные направления, симметрию и асимметрию и др. Сегодня немногие компьютерщики в нашей стране и за рубежом знают фрактальную графику . С чем можно сравнить фрактальное изображение ? Ну, например, со сложной структурой кристалла, со снежинкой, элементы которой выстраивается в одну сложную структуру. Это свойство фрактального объекта может быть удачно использовано при составлении декоративной композиции или для создания орнамента. Сегодня разработаны алгоритмы синтеза коэффициентов фрактала , позволяющего воспроизвести копию любой картинки сколь угодно близкой к исходному оригиналу.

С точки зрения машинной графики фрактальная геометрия незаменима при генерации искусственных облаков, гор, поверхности моря. Фактически благодаря фрактальной графике найден способ эффективной реализации сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные. Геометрические фракталы на экране компьютера -- это узоры , построенные самим компьютером по заданной программе. Помимо фрактальной живописи существуют фрактальная анимация и фрактальная музыка.

Создатель фракталов -- это художник, скульптор, фотограф, изобретатель и ученый в одном лице. Вы сами задаете форму рисунка математической формулой, исследуете сходимость процесса, варьируя его параметры, выбираете вид изображения и палитру цветов, то есть творите рисунок «с нуля». В этом одно из отличий фрактальных графических редакторов от прочих графических программ.

Например, в Adobe Photoshop изображение, как правило, «с нуля» не создается, а только обрабатывается. Другой самобытной особенностью фрактального графического редактора является то, что реальный художник, работающий без компьютера, никогда не достигнет с помощью кисти, карандаша и пера тех возможностей, которые возможны в фрактальных ГР программистами.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Средства для работы с растровой графикой. Источники получения растровых изображений, их преимущества и недостатки. Растровые графические редакторы: Paint, Microsoft Picture-It, Adobe PhotoDeluxe, Paint Shop Pro, Microsoft PhotoDraw, Adobe Photoshop.

презентация , добавлен 12.02.2014


Графический редактор - программа, позволяющая создавать и редактировать двумерные изображения с помощью компьютера. Adobe Illustrator - широко используемая программа создания изображений. Adobe Photoshop и GIMP - основные растровые графические редакторы.

реферат , добавлен 25.11.2009


Редактирование различных растровых изображений. Версии Adobe PhotoShop. Расширенная версия программы Adobe Photoshop Extended. Работа с файлами. Сложности использования PhotoShop. Простое редактирование фотографий. Разнообразие фильтров и рамок.

контрольная работа , добавлен 08.01.2014


Рассмотрение истории создания и особенностей основных версий программы Adobe Illustrator. Описание рабочего пространства системы векторного редактирования графики. Автоматическое изменение размера области текста, работа с таблицами, синхронизация цвета.

реферат , добавлен 22.07.2015


Понятие векторной и растровой графики, форматы растровых изображений TIF, JPG, GIF. Характеристика программ графики Adobe PhotoDeluxe, Paint Shop Pro, Adobe Photoshop, CorelDraw, AutoCAD. Создание приложений по расчету стоимости продукции с учетом скидки.

курсовая работа , добавлен 08.12.2010


Виды графических редакторов. Форматы файлов для хранения растровых графических изображений. Среда графического редактора. Панели инструментов и режимы работы графических редакторов. Инструменты редактирования рисунка. Изменение шрифта текста на рисунке.

контрольная работа , добавлен 16.12.2010


Технология компьютерной графики, форматы графических файлов. Общие сведения о компании и программных продуктах Adobe Systems Inc, элементы интерфейса. Краткое описание учебника Adobe Photoshop CS3, программное обеспечение, используемое для его создания.

дипломная работа , добавлен 23.06.2010

В нашей сегодняшней статье вы узнаете: как и с помощью чего можно нарисовать завораживающие таинственные футуристические фракталы, причем на предстоящих выходных будет чем заняться.

Фракталом называют сложную геометрическую фигуру, состоящую из подобных всей фигуре частей. Фрактальными свойствами обладают некоторые объекты из нашей жизни, допустим, снежинки, кроны деревьев и т.п. Фрактальная графика своей таинственностью завораживает и однозначно притягивает наши взоры и большинству людей нравятся подобные рисунки – именно так действует магия фракталов на людей. Фрактальные рисунки могут быть похожи на ирреальные и довольно реалистичные. Поэтому фракталы применяются в разных сферах: от создания текстур и фонов до фантастических ландшафтов для игр или иллюстраций.

Фракталы создаются не просто движением кисти, как настоящие художники создают картины, а путем математических расчетов, базовым элементом которых является математическая формула. Вот так просто и строятся фракталы только на основе математических уравнений.

Программ, с помощью которых создаются фрактальные изображения, не так много как хотелось бы. В связи с этим проблематично найти функциональную программу в Интернете и даже в популярных каталогах программ, одним из которых является наш сайт. Поэтому мы решили исправить эту ошибку, написав для наших читателей эту статью-дайджест программ для генерации фракталов, которые вы можете скачать также с нашего каталога.

Apophysis

Apophysis – является интересным инструментом для создания фракталов на основе базовых формул. Созданные по таким фрактальным формулам фракталы можно изменять до неузнаваемости с помощью разнообразных параметров (трансформация, цвет, преобразование, гамма, яркость, масштаб).

Скачать генератор фракталов Apophysis .

ChaosPro

ChaosPro – является одним из лучших бесплатных генераторов фракталов, с помощью которого легко можно создать множество футуристических фрактальных рисунков.

С программой довольно легко разобраться за счет простого и удобного интерфейса и автоматической генерации фракталов. Поднакопив опыта в создании фракталов можно будет переключиться на полное управление генерацией фракталов с большим количеством настроек (цвет, размытие, итерация, проецирование, размер, многослойность изображений, фильтры и др.).

2D фракталы можно преобразовать в 3D фракталы при использовании 3D-трансформации. Программа позволяет создавать анимацию на основе фрактальных изображений.

Созданные фракталы сохраняются в виде проектов в собственном формате программы либо экспортируются в растровые изображения (JPG, BMP, PNG). 3D-транформации сохраняются в виде 3D-объектов в формате POV, а анимации - в формате AVI.

Скачать программу для создания фракталов ChaosPro .

Fragmentarium

Fragmentarium – это бесплатная фрактальная программа, основная прелесть которой заключается в возможности писать свои собственные формулы и по которым будут строиться фракталы.

Прежде чем пытаться писать свои формулы для создания фракталов можно воспользоваться некоторыми из стандартных формул, которые уже забиты в программу.

Программа может создавать 2D и 3D фракталы с большим разрешением и прекрасного качества. Кроме этого в Fragmentarium можно создавать еще и анимацию фракталов.

Главным критерием использовании этой программы в создании фракталов является наличие в вашем компьютере более-менее современной видеокарты.

Скачать генератор фракталов Fragmentarium .

Incendia

Incendia – это полноценная бесплатная и многопроцессорная программа для генерации 3D фракталов.

Последняя версия программы имеет довольно богатую функциональность для генерации полноценных трехмерных фракталов, позволяя генерировать совершенные изображения с разрешением от 1024 до 8192 пикселей.

Программа включает в себя 45 разновидностей всевозможных фракталов и большую библиотеку текстур, так же возможность экспорта фракталов в виде анимации.

Начиная с последних версий программы Incendia, вместе с ней поставляется приложение Geometrica, с помощью которого можно экспортировать 3D фракталы в другие редакторы трехмерной графики.

Скачать полноценный генератор фракталов Incendia .

Ultra Fractal

Ultra Fractal – это лучшая программа для создания уникальных фракталов профессионального качества. Интерфейс программы прост и чем-то напоминает интерфейс программы Adobe Photoshop, тем более программа сопровождается подробной иллюстрированной документацией.

Созданные и готовые фрактальные изображения можно визуализировать в высоком разрешении, которое можно использовать в полиграфии, и сохранить в собственном формате программы или же в популярные форматы растровых изображений (jpg, png, bmp, psd), а анимация экспортируется в формат видео (avi).

С программой поставляется уже несколько вбитых формул для создания фракталов – это является самым простым способом создания фрактальных изображений для новичков. В последующем созданные фракталы по стандартным формулам можно отредактировать на свой вкус, добавив фракталу полупрозрачность, градиент, многослойность, маски, масштаб, искажение или обрезку.

Скачать лучший генератор фракталов Ultra Fractal .

XenoDream

XenoDream – эта программа является средой для создания разнообразных футуристических объемных структур при помощи комбинирования простых форм и фракталов.

Чтобы создать трехмерный фрактал не обязательно знать фрактальные формулы, в XenoDream можно создавать случайные структуры фракталов всего одним щелчком мыши. При помощи разнообразных настроек, которых огромное количество, можно изменять положение, размер, вращать, добавлять градиенты и др. Помимо этого всего можно управлять камерой, меняя ее положение, фокус и наклон, так же можно менять источники света и наличие или отсутствие теней даже для отдельных форм.

В программе можно создавать анимацию фракталов, которые сохраняются в виде отдельных изображений.

Готовые футуристические фракталы можно сохранять в собственном формате программы или экспортировать в популярные графические форматы (jpg, bmp, psd, tga), трехмерные объекты можно сохранять в форматы obj, povray inc и карты глубины Depth Maps.

Скачать программную среду для создания фракталов XenoDream .

В этой статье мы рассмотрели несколько известных решений, которые до сегодняшнего дня все еще разрабатываются и обновляются. Они позволяют генерировать футуристические фракталы. Каждая программа имеет свои особенности и направления, поэтому сказать какая из них лучше невозможно.

Трёхмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх. В трёхмерной компьютерной графике все объекты представляются как набор поверхностей или частиц. Минимальную поверхность называют полигоном. В качестве полигона обычно выбирают треугольники.

Всеми визуальными преобразованиями в 3D -графике управляют три вида матрицы: поворота, сдвига и масштабирования. Любой полигон можно представить в виде набора из координат его вершин. Так, у треугольника будет 3 вершины. Координаты каждой вершины представляют собой вектор (x, y, z ). Умножив вектор на соответствующую матрицу, мы получим новый вектор. Сделав такое преобразование со всеми вершинами полигона, получим новый полигон, а преобразовав все полигоны, получим новый объект, повёрнутый/сдвинутый/промасштабированный относительно исходного.

Трёхмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических объектов, реального физического тела.

Рис. 6. Пример 3D -графики.Рис. 7. Пример фрактала

В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется: спроектировать и создать виртуальный каркас («скелет») объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме; спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные; присвоить материалы различным частям поверхности объекта (на профессиональном жаргоне – «спроектировать текстуры на объект»); настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, – задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей; задать траектории движения объектов; рассчитать результирующую последовательность кадров; наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.

1.5 Фрактальная графика

Фрактал - объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями.

Фракталы позволяют описывать целые классы изображений, для детального описания которых требуется относительно мало памяти. С другой стороны, к изображениям вне этих классов, фракталы применимы слабо.

Фрактал - объект бесконечной сложности, позволяющий рассмотреть столько же своих деталей вблизи, как и издалека. Земля - классический пример фрактального объекта. Из космоса она выглядит как шаp. Если приближаться к ней, мы обнаружим океаны, континенты, побережья и цепи гор. Будем рассматривать горы ближе - станут видны еще более мелкие детали: кусочек земли на поверхности горы в своем масштабе столь же сложный и неровный, как сама гора. И даже еще более сильное увеличение покажет крошечные частички грунта, каждая из которых сама является фрактальным объектом.

Изменяя и комбинирую окраску фрактальных фигур можно моделировать образы живой и неживой природы (например, ветви дерева или снежинки), а также, составлять из полученных фигур «фрактальную композицию».

Фрактальная графика, также как векторная и трёхмерная, является вычисляемой. Её главное отличие в том, что изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений, ничего кроме формулы хранить не требуется.

Фрактальная графика является на сегодняшний день одним из самых быстро развивающихся и перспективных видов компьютерной графики.

Математической основой фрактальной графики является фрактальная геометрия. Здесь в основу метода построения изображений положен принцип наследования от, так называемых, «родителей» геометрических свойств объектов-наследников.

Понятия фрактал , фрактальная геометрия и фрактальная графика , появившиеся в конце 70-х , сегодня прочно вошли в обиход математиков и компьютерных художников. Слово фрактал образовано от латинского "fractus" и в переводе означает «состоящий из фрагментов» . Оно было предложено математиком Бенуа Мандель-Бротом в 1975 году для обозначения нерегулярных, но самоподобных структур, которыми он занимался.

Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому. Одним из основных свойств фракталов является самоподобие . Объект называют самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга. Перефразируя это определение, можно сказать, что в простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент — равносторонний треугольник , который получил название «фрактальный» . Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника. В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника.

Таким образом, мелкие элементы фрактального объекта повторяют свойства всего объекта. Полученный объект носит название «фрактальной фигуры» . Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Таким образом можно описать и такой графический элемент как прямая.

Изменяя и комбинирую окраску фрактальных фигур, можно моделировать образы живой и неживой природы (например, ветви дерева или снежинки), а также составлять из полученных фигур «фрактальную композицию» . Фрактальная графика, так же как векторная и трёхмерная, является вычисляемой. Её главное отличие в том, что изображение строится по уравнению или системе уравнений. Поэтому в памяти компьютера для выполнения всех вычислений ничего, кроме формулы, хранить не требуется.

Только изменив коэффициенты уравнения, можно получить совершенно другое изображение. Эта идея нашла использование в компьютерной графике благодаря компактности математического аппарата, необходимого для ее реализации. Так, с помощью нескольких математических коэффициентов можно задать линии и поверхности очень сложной формы.

Итак, базовым понятием для фрактальной компьютерной графики являются «Фрактальный треугольник» . Затем идет «Фрактальная фигура» , «Фрактальный объект» , «Фрактальная прямая» , «Фрактальная композиция» , «Объект-родитель» и «Объект наследник» .

Следует обратить внимание на то, что фрактальная компьютерная графика как вид компьютерной графики двадцать первого века получила широкое распространение не так давно.


Её возможности трудно переоценить. Фрактальная компьютерная графика позволяет создавать абстрактные композиции, где можно реализовать множество приёмов: горизонтали и вертикали, диагональные направления, симметрию и асимметрию и др. Сегодня немногие компьютерщики в нашей стране и за рубежом знают фрактальную графику. С чем можно сравнить фрактальное изображение? Ну, например, со сложной структурой кристалла, со снежинкой, элементы которой выстраивается в одну сложную композицию. Это свойство фрактального объекта может быть удачно использовано для создания орнамента или декоративной композиции. Сегодня разработаны алгоритмы синтеза коэффициентов фрактала, позволяющего воспроизвести копию любой картинки сколь угодно близкой к исходному оригиналу.

С точки зрения машинной графики, фрактальная геометрия незаменима при генерации искусственных облаков, гор, поверхности моря. Фактически, благодаря фрактальной графике, найден способ эффективной реализации сложных неевклидовых объектов, образы которых весьма похожи на природные. Геометрические фракталы на экране компьютера - это узоры, построенные самим компьютером по заданной программе. Помимо фрактальной живописи существуют фрактальная анимация и фрактальная музыка.

Создатель фракталов - это художник, скульптор, фотограф, изобретатель и ученый в одном лице. Вы сами задаете форму рисунка математической формулой, исследуете сходимость процесса, варьируя его параметры, выбираете вид изображения и палитру цветов, то есть творите рисунок «с нуля». В этом одно из отличий фрактальных графических редакторов (и в частности - Painter ) от прочих графических программ.

Например, в Adobe Photoshop изображение, как правило, «с нуля» не создается, а только обрабатывается. Другой самобытной особенностью фрактального графического редактора Painter (как и прочих фрактальных программ, например, Art Dabbler ) является то, что реальный художник, работающий без компьютера, никогда не достигнет с помощью кисти, карандаша и пера тех возможностей, которые заложены в Painter программистами.