Компьютерные науки

Алгоритмические основы растровой графики

В программе рассматриваются аппаратные средства и представление цвета в компьютерной графике. Изучаются алгоритмы растеризации отрезков, окружностей и эллипсов, работа с параметрическими кривыми, методы отсечения отрезков и многоугольников, а также цветопередача и сжатие.
Студентов 3666 Выпускников 501 Для специалистов
690 ₽ 1 200 ₽
или любая сумма на ваше усмотрение
Вы можете оплатить любую сумму, чтобы поддержать наш проект и авторов программы. Объем услуг не зависит от размера вашей оплаты.
Темы:
Компьютерная графика, Программирование
Объем
36 час.
Длительность
30 дней
Нагрузка в неделю
9 час.
Формат обучения
Дистанционно (самостоятельно)
Описание Учебная программа посвящена изучению низкоуровневых алгоритмов машинной растровой графики и физическим принципам представления цвета. В учебной программе рассматриваются математические алгоритмы растеризации геометрических примитивов, процедуры отсечения невидимых линий, а также современные подходы к цветопередаче и сжатию изображений. Обучение опирается на глубокий инженерный разбор от работы аппаратных средств до программной обработки отдельных пикселей. Учебная программа предназначена для инженеров графических систем.
Цели
  • Раскрыть базовые принципы и алгоритмы растровой графики.
  • Сформировать представление о работе с цветом в машинной графике.
  • Дать практические ориентиры по алгоритмам растеризации и отсечения.
  • Познакомить с вопросами цветопередачи и сжатия изображений.
Чему я научусь?
  • Описывать модели представления цвета в растровой графике.
  • Применять алгоритмы растеризации отрезков, окружностей и эллипсов.
  • Работать с параметрическими кривыми при построении изображений.
  • Выполнять отсечение отрезков и многоугольников.
  • Оценивать подходы к цветопередаче и сжатию изображений.

Авторы

Иванов Денис Владимирович
Иванов Денис Владимирович
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Лаборатории Вычислительных Методов Механико-математического факультета МГУ.
Кузьмин Евгений Павлович
Кузьмин Евгений Павлович
Кандидат физико-математических наук.
Хропов Андрей Александрович
Хропов Андрей Александрович
Выпускник и аспирант Механико-математического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова.
Чему я научусь?
  • Описывать модели представления цвета в растровой графике.
  • Применять алгоритмы растеризации отрезков, окружностей и эллипсов.
  • Работать с параметрическими кривыми при построении изображений.
  • Выполнять отсечение отрезков и многоугольников.
  • Оценивать подходы к цветопередаче и сжатию изображений.

Учебный план

№ Занятия
Экзамен экстерном Внимание! Экзамен экстерном не обязательный для сдачи. При желании вы можете его пройти, если хотите подтвердить свои знания по данному курсу без его изучения или поверить свои знания по нему. Экзамен экстерном можно сдать только один раз. 90 мин
1 Предисловие
2 Основные понятия. Представление цвета в машинной графике Пояснение о записях алгоритмов. Растровая и векторная графика. Понятие растра. Представление цвета в машинной графике. Цветовая... Пояснение о записях алгоритмов. Растровая и векторная графика. Понятие растра. Представление цвета в машинной графике. Цветовая модель RGB. Цветовая система CIE XYZ и диаграмма цветности CIE. Преобразования между CIE XYZ и RGB. Цветовые модели: CIE L*u*v*, CIE L*a*b*, CMY, CMYK, HSV, HLS, Y**, YUV, YPbPr, YCbCr и YIQ ещё
Основные понятия. Представление цвета в машинной графике тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
3 Современные аппаратные средства растровой графики "Основные понятия. Устройства ввода: сканеры, цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Устройства вывода: дисплеи на ЭЛТ, жидкокристаллические дисплеи... "Основные понятия. Устройства ввода: сканеры, цифровые фотоаппараты и видеокамеры. Устройства вывода: дисплеи на ЭЛТ, жидкокристаллические дисплеи и другие типы дисплеев ещё
Современные аппаратные средства растровой графики тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
4 Алгоритмы растеризации отрезков, окружностей и эллипсов Введение в растеризацию кривых. Изображение отрезка с целочисленными координатами концов. Цифровой дифференциальный анализатор. Алгоритм Брезенхема. Алгоритм... Введение в растеризацию кривых. Изображение отрезка с целочисленными координатами концов. Цифровой дифференциальный анализатор. Алгоритм Брезенхема. Алгоритм Кастла-Питвея. Изображение отрезка с нецелочисленными координатами концов. Изображение окружностей. Алгоритм Брезенхема. Изображение эллипсов. Построение по неявной функции. Построение путем сжатия окружности ещё
Алгоритмы растеризации отрезков, окружностей и эллипсов тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
5 Параметрические кривые и их растеризация Интерполяция сплайнами. Аппроксимация. Кривые Безье. Свойства кривых Безье. Растеризация кривых Безье. Сплайны, составленные из кривых Безье.... Интерполяция сплайнами. Аппроксимация. Кривые Безье. Свойства кривых Безье. Растеризация кривых Безье. Сплайны, составленные из кривых Безье. B-сплайны. Заключение ещё
Параметрические кривые и их растеризация тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
6 Отсечение отрезков и многоугольников Введение. Отсечение отрезков: алгоритм Сазерлэнда-Коэна, алгоритм средней точки, алгоритм Цируса-Бека, алгоритм Лианга-Барского. Отсечение многоугольников
Отсечение отрезков и многоугольников тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
7 Заполнение многоугольников и областей Введение. Растеризация многоугольников: алгоритм со списком реберных точек, алгоритм со списком активных ребер, алгоритм с операцией... Введение. Растеризация многоугольников: алгоритм со списком реберных точек, алгоритм со списком активных ребер, алгоритм с операцией XOR, исключительные случаи, алгоритм с операцией XOR с перегородкой. Заполнение с затравкой ещё
Заполнение многоугольников и областей тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
8 Дискретизация. Антиалиасинг. Геометрические преобразования растровых изображений Дискретизация. Теорема Найквиста-Котельникова. Искажение сигнала и борьба с этим эффектом. Антиалиасинг. Растеризация с антиалиасингом. Алгоритм Гупты-Спрулла.... Дискретизация. Теорема Найквиста-Котельникова. Искажение сигнала и борьба с этим эффектом. Антиалиасинг. Растеризация с антиалиасингом. Алгоритм Гупты-Спрулла. Алгоритм Ву. Геометрические преобразования растровых изображений. Подход Веймана. Разложение преобразований в композицию более простых Заключение. ещё
Дискретизация. Антиалиасинг. Геометрические преобразования растровых изображений тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
9 Фильтрация изображений Введение. Линейные фильтры: определение, сглаживающие фильтры, контрастоповышающие фильтры, разностные фильтры. Нелинейные фильтры: примеры нелинейных фильтров, морфологические... Введение. Линейные фильтры: определение, сглаживающие фильтры, контрастоповышающие фильтры, разностные фильтры. Нелинейные фильтры: примеры нелинейных фильтров, морфологические операторы ещё
Фильтрация изображений тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
10 Нахождение границ Введение. Поиск границ на основе градиента: анализ длины градиента, учет направления градиента. Поиск границ на основе... Введение. Поиск границ на основе градиента: анализ длины градиента, учет направления градиента. Поиск границ на основе лапласиана. ещё
Нахождение границ тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
11 Выделение объекта на фоне "Введение. Алгоритм ""Волшебная палочка"". Алгоритм ""Умные ножницы"". Сегментация при помощи разрезов на графах. Заключение."
Выделение объекта на фоне тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
12 Алгоритмы повышения количества оттенков (псевдотонирования) Актуальность задачи аппроксимации полутонового изображения двухуровневым. Простой алгоритм аппроксимации полутонов. Алгоритм упорядоченного размытия. Алгоритм рассеивания ошибок... Актуальность задачи аппроксимации полутонового изображения двухуровневым. Простой алгоритм аппроксимации полутонов. Алгоритм упорядоченного размытия. Алгоритм рассеивания ошибок Флойда-Стейнберга. ещё
Алгоритмы повышения количества оттенков (псевдотонирования) тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
13 Алгоритмы квантования для полутоновых и цветных изображений Введение. Алгоритм равномерного разбиения цветового пространства. Алгоритм разбиения по частоте вхождения: идея алгоритма, метод разбиения цветового... Введение. Алгоритм равномерного разбиения цветового пространства. Алгоритм разбиения по частоте вхождения: идея алгоритма, метод разбиения цветового куба - локально отсортированный поиск. Алгоритм медианного сечения. Методы кластеризации для квантования изображений: метод K-средних, метод связности графа, иерархический метод, обобщенный метод K-средних или метод динамических сгущений. Заключение. ещё
Алгоритмы квантования для полутоновых и цветных изображений тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 55 мин
14 Алгоритмы сжатия изображений без потерь Необходимость сжатия изображений. Несуществование идеального алгоритма. Алгоритмы кодирования длины повторения (RLE): RLE - битовый уровень, RLE... Необходимость сжатия изображений. Несуществование идеального алгоритма. Алгоритмы кодирования длины повторения (RLE): RLE - битовый уровень, RLE - байтовый уровень. Словарные алгоритмы: алгоритм LZ77, алгоритм LZW. Алгоритмы статистического кодирования: Алгоритм Хаффмена. Арифметическое кодирование. ещё
Алгоритмы сжатия изображений без потерь тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
15 Сжатие изображений с потерями Необходимость сжатия с потерями. Оценка потерь. Изображение как функция: дискретное Преобразование Фурье, дискретное косинусное преобразование. Алгоритм... Необходимость сжатия с потерями. Оценка потерь. Изображение как функция: дискретное Преобразование Фурье, дискретное косинусное преобразование. Алгоритм сжатия изображений JPEG. Вейвлет-преобразование. Фрактальное сжатие. ещё
Сжатие изображений с потерями тест для курса Алгоритмические основы растровой графики 60 мин
Тренировочный экзамен Внимание! Тренировочный экзамен экстерном не обязательный для сдачи. При желании вы можете его пройти, если хотите проверить свои знания курса перед сдачей экзамена. Тренировочный экзамен можно сдавать сколько угодно один раз. 90 мин
Экзамен 60 мин

Какой документ я получу?

Сертификат

Выдаётся автоматически после успешного завершения программы.

Удостоверение о повышении квалификации

Выдается при наличии среднего специального или высшего образования (необходимые документы).

Стоимость программы

690 ₽ 1 200 ₽
или любая сумма на ваше усмотрение
Вы можете оплатить любую сумму, чтобы поддержать наш проект и авторов программы. Объем услуг не зависит от размера вашей оплаты.
^