ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐẶNG MINH NGỌC (Chủ biên) LÊ TRỌNG HƢNG – NGUYỄN TUẤN HẢI GIÁO TRÌNH ĐỒ HỌA ỨNG DỤNG Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay đồ hoạ ứng dụng là một trong những chương trình thông dụng nhất, nó đã góp phần quan trọng làm cho giao tiếp giữa con người và máy tính trở nên thân thiện hơn. Thật vậy, giao diện kiểu văn bản (text) đã được thay thế hoàn toàn bằng giao diện đồ hoạ, cùng với công nghệ đa phương tiện (multimedia) đã đưa ngành Công Nghệ Thông Tin sang một phiên bản mới. Cuốn tài liệu giảng dạy này, tôi muốn mang lại cho bạn đọc các cơ sở lý thuyết , kỹ năng thực hành về đồ hoạ ứng dụng từ đơn giản nhất như các thuật toán vẽ đường thẳng, đường tròn, đa giác, ký tự. Tiếp đến các kỹ thuật xén tỉa, các phép biến đổi đồ hoạ.
Chúng ta lần lượt làm quen với thế giới màu sắc thông qua các hệ màu: RGB, CMYK, HSV. Phức tạp hơn nữa là các phép chiếu, các phương pháp xây dựng đường cong và mặt cong cho đối tượng. Tài liệu gồm bốn bài, trong đó bài một giúp bạn có cái nhìn tổng quan về đồ họa ứng dụng, định hướng tương lai cho lĩnh vực này. Các bài tiếp theo, mỗi bài sẽ là một vấn đề từ đơn giản đến phức tạp.
Cuối mỗi bài đều có phần bài tập cho chúng ta kiểm tra lại kiến thức vừa đọc được. Bố cục rõ ràng, hình ảnh phong phú, đa dạng. Dù cho bạn chưa từng biết về đồ hoạ ứng dụng hay bạn đã nhiều năm làm việc trong lĩnh vực này, bạn đều có thể nhận thấy rằng cuốn sách này là một bộ tham khảo đầy đủ các thông tin hữu ích và có tính chất thực tiễn cao. Trong quá trình biên soạn mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng vẫn không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự đóng góp chân thành từ quý bạn đọc.
Địa chỉ đóng góp về khoa CNTT, Trường Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc, Đường Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021 Chủ biên: Đặng Minh Ngọc 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. 2 Bài 1 Những vấn đề căn bản .1 Giới thiệu chung .2 Giới thiệu về đồ họa Vector .3 Giới thiệu về đồ họa Raster .4 Một số thuật ngữ cơ bản. 6 Bài 2 Căn bản về đồ họa Vector .1 Căn bản về đồ họa vector .2 Làm việc với các công cụ đồ hoạ vector .3 Làm việc với văn bản .4 Màu và các vùng tô màu .5 Một số hiệu ứng cơ bản trong đồ họa Vector .6 In ấn trong đồ họa Vector.
74 Bài 3 Căn bản về đồ họa Raster .1 Căn bản về đồ họa Raster .2 Làm việc với các công cụ trong đồ họa Raster .3 Làm việc với lớp và kênh .4 Màu và cách hiệu chỉnh.5 Chuyển hình ảnh cho các ứng dụng khác. 142 Bài 4 Phần mềm thiết kế bản vẽ kỹ thuật .1 Phần mềm MS Office Visio (Visio) .2 Sử dụng Viso .3 Thiết kế bản vẽ kỹ thuật với Visio. 167 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 183 2 CHƢƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Đồ họa ứng dụng Mã số mô đun: MĐ 28 Thời gian mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập:57 giờ; Kiểm tra: 3 giờ) I.
Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học/mô đun: Tin học, Tin học văn phòng. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề, mô đun thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề tự chọn. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Sử dụng các phần mềm đồ họa để vẽ, thiết kế các mạch điện tử, cấu tạo các thiết bị phần cứng điện tử máy tính. - Về kỹ năng: + Thiết kế và xây dựng được các bản vẽ kỹ thuật, các sơ đồ hệ thống mạng máy tính.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ trong thao tác. + Tính sáng tạo trong việc trình bày vấn đề bằng hình ảnh. Nội dung mô đun: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian: Thời gian TT Tên các bài trong mô đun Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra* 1 Những vấn đề căn bản 13 4 9 2 Căn bản về đồ họa Vector 25 8 16 1 3 Căn bản về đồ họa Raster 26 8 17 1 4 Phần mềm thiết kế bản vẽ kỹ thuật 26 10 15 1 Cộng 90 30 57 3 3 Bài 1 Những vấn đề căn bản 1.1 Giới thiệu chung Definition (ISO): Phương pháp và công nghệ chuyển đổi dữ liệu từ thiết bị đồ họa sang máy tính.
Computer Graphics là phương tiện đa năng và mạnh mẽ nhất của giao tiếp giữa con người và máy tính. Computer Graphics (Kỹ thuật đồ hoạ máy tính) là một lĩnh vực của Công nghệ thông tin mà ở đó nghiên cứu, xây dựng và tập hợp các công cụ (mô hình lý thuyết và phần mềm) khác nhau để: kiến tạo, xây dựng, lưu trữ, xử lý Các mô hình (model) và hình ảnh (image) của đối tượng. Các mô hình (model) và hình ảnh này có thể là kết quả thu được từ những lĩnh vực khác nhau của rất nhiều ngành khoa học (vật lý, toán học, thiên văn học…) Computer graphics xử lý tất cả các vấn đề tạo ảnh nhờ máy tính.2 Giới thiệu về đồ họa Vector Trong lĩnh vực đồ họa có hai loại ảnh. Ảnh đồ họa Vector và ảnh đồ họa Raster.
Ảnh đồ họa Vector được tạo ra từ những chương trình như: CorelDRAW, Adobe Isllustrator, Autodesk AutoCAD… Ảnh đồ họa Raster được tạo ra từ những chương trình như: PaintBrush, Corel Photo Paint, Adobe Photoshop… Đặc điểm nổi bật của ảnh Vector là: Ảnh được cấu tạo từ những đối tượng hình học cơ bản như: Điểm, đoạn thẳng, đường tròn cung tròn. Bằng các phép biến đổi hình học thông dụng chúng ta có thể tạo nên những hình ảnh hay những bản vẽ phức tạp. Các đối tượng hình học trong ảnh được quản lý theo chương trình toán học vì thế kích thước tập tin ảnh hưởng rất nhỏ. Hình ảnh được tạo ra trong trương trình CorelDRAW không phụ thuộc vào độ phân giải tập tin và độ phân giả màn hình.
Nghĩa là chúng ta có thể co giãn hình ảnh mà không là bể ảnh. Khả năng xoay và thay đổi kích thước một hình ảnh mà không làm móp méo nó là một ưu điểm nổi bật của đồ hoạ vector. - Một trong những khuyết điểm của đồ hoạ vector là nếu càng phức tạp bao nhiêu thì dung lượng của tập tin càng lớn và thời gian hiện lên màn hình càng 4 lâu bấy nhiêu. Một khuyết điểm nữa là nó không thể hiện chất lượng hình ảnh trung thực (they cannot display photorealistic quality).
- Mô hình hình học (geometrical model) cho mô hình hoặc hình ảnh của đối tượng - Xác định các thuộc tính của mô hình hình học này - Quá trình tô trát (rendering) để hiển thị từng điểm của mô hình, hình ảnh thực của đối - Có thể định nghĩa đồ hoạ vector: Đồ hoạ vector = geometrical model + rendering - Không thay đổi thuộc tính của từng điểm trực tiếp - Xử lý với từng thành phần hình học cơ sở của nó và thực hiện quá trình tô trát và hiển thị lại. - Quan sát hình ảnh và mô hình của hình ảnh và sự vật ở nhiều góc độ khác nhau bằng cách thay đổi điểm nhìn và góc nhìn. Ví dụ về hình ảnh đồ hoạ Vector: Hình 1.1: Ví dụ về hình ảnh đồ hoạ Vector 1.3 Giới thiệu về đồ họa Raster Đồ hoạ Raster còn gọi là đồ hoạ mảnh. Một Raster miêu tả hình ảnh như một dàn các điểm chấm gọi là pixel.
Đồ hoạ Raster phụ thuộc vào độ phân giải và tạo ra những tập tin có dung lượng lớn. Thay đổi kích thước của hình ảnh chỉ đơn giản là làm cho các pixel to 5 lớn hay nhỏ đi. Và do đó xuất hiện những vấn đề về chất lượng hình ảnh bởi chương trình sẽ phải thêm hoặc bớt các pixel sao cho đúng với kích cỡ đó chọn. Khi tăng kích thước một hình ảnh Raster thì đặc biệt là các pixel (được vẽ như những ô vuông trên bàn cờ) cũng trở nên to hơn.
Lúc đó ở các cạnh xuất hiện sự tương phản màu sắc, các pixel trông không đẹp mắt, góc cạnh và răng cưa. Các mô hình, hình ảnh của các đối tượng được hiển thị thông qua từng pixel (từng mẫu rời rạc) - Đặc điểm: Có thể thay đổi thuộc tính + Xoá đi từng pixel của mô hình và hình ảnh các đối tượng. + Các mô hình hình ảnh được hiển thị như một lưới điểm (grid) các pixel rời rạc, + Từng pixel đều có vị trí xác định, được hiển thị với một giá trị rời rạc (số nguyên) các thông số hiển thị (màu sắc hoặc độ sáng) + Tập hợp tất cả các pixel của grid cho chúng ta mô hình, hình ảnh đối tượng mà chúng ta muốn hiển thị Raster. Phương pháp để tạo ra các pixel - Phương pháp dùng phần mềm để vẽ trực tiếp từng pixel một.
- Dựa trên các lý thuyết mô phỏng (lý thuyết Fractal, v.v) để xây dựng nên hình ảnh mô phỏng của sự vật. - Phương pháp rời rạc hoá (số hoá) hình ảnh thực của đối tượng. - Có thể sửa đổi (image editing) hoặc xử lý (image processing) mảng các pixel thu được theo những phương pháp khác nhau để thu được hình ảnh đặc trưng của đối tượng.4 Một số thuật ngữ cơ bản Mục tiêu căn bản của phần mềm đồ hoạ được chuẩn là tính tương thích. Khi các công cụ được thiết kế với hàm đồ hoạ chuẩn, phần mềm có thể được di chuyển một cách dễ dàng từ hệ phần cứng này sang hệ phần cứng khác và được dùng trong nhiều cài đặt và ứng dụng khác nhau.
GKS (Graphics Kernel System): chuẩn xác định các hàm đồ hoạ chuẩn, được thiết kế như một tập hợp các công cụ đồ hoạ hai chiều và ba chiều. GKS Functional Description, ANSI X3.GKS - 3D Functional Description, ISO Doc #8805:1988. CGI (Computer Graphics Interface System): hệ chuẩn cho các phương pháp giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. 6 CGM (Computer Graphics Metafile): xác định các chuẩn cho việc lưu trữ và chuyển đổi hình ảnh.
VRML (Virtual Reality Modeling Language): ngôn ngữ thực tại ảo, một hướng phát triển trong công nghệ hiển thị được đề xuất bởi hãng Silicon Graphics, sau đó đã được chuẩn hóa như một chuẩn công nghiệp.