Сучасний стан та перспективи розвитку технологій з опрацювання ілюстраційної інформації

Комп'ютерна графіка є одним з найпопулярніших напрямків використання персонального комп'ютера. У кожній організації виникає потреба в рекламних оголошеннях, листівках, буклетах і т.д. У зв'язку з появою і розвитком Інтернету з'явилася широка можливість використання графічних програмних засобів. Зростанню популярності графічних програмних засобів сприяв розвиток World Wide Web («всесвітньої павутини»), яка зв'язала воєдино мільйони «домашніх сторінок».

Розрізняють три види комп'ютерної графіки: растрова графіка, векторна графіка і фрактальна графіка. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітора або при друці на папері.

Растрову графіку застосовують при розробці електронних (мультимедійних) і поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Для цієї мети сканують ілюстрації, підготовлені художником на папері, або фотографії. Останнім часом для вводу растрових зображень в комп'ютер широко застосовуються цифрові фото-і відеокамери.

Програмні засоби для роботи з векторною графікою, навпаки, призначені для створення ілюстрацій і в меншій мірі для їх обробки. Такі засоби широко використовують в рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях і видавництвах. Оформлювальні роботи, засновані на застосуванні шрифтів і простих геометричних елементів, вирішуються засобами векторної графіки простіше. Є приклади високохудожніх творів, створених засобами векторної графіки, але вони скоріше виключення, ніж правило.

Програмні засоби для роботи з графікою фрактальною призначені для автоматичної генерації зображень шляхом математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції полягає не в малюванні або оформленні, а в програмуванні. Фрактальну графіком частіше використовують у розважальних програмах.

Растрова графіка. У растрової графіку основним елементом є крапка. При екранному зображення ця точка називається пікселем.

Комп'ютерна індустрія породила сотні нових термінів. Отже, растр (растровий масив) (bitmap - масив бітів) - це сукупність бітів, рас-покладених на сітчастому полі - канві. Біт - одиниця інформації в комп’ютер. Він означає 1 або 0 (включене або вимкненому стані). Ці стани можна використовувати для представлення чорного або білого кольорів. Так що, з'єднавши кілька бітів, можна створювати зображення з чорних і білих точок.

Всі растрові зображення володіють схожими основними характеристиками. Піксель - основний елемент, цеглинка всіх растрових зображень. З них складається растрова картинка. У комп'ютерному світі терміном піксель позначають різні поняття: окрема точка екрану комп'ютера, окрема точка на зображенні, надрукованому на лазерному принтері. У КГ піксель - окремий елемент растрового зображення. Відеопіксель - елемент зображення екрану комп'ютера. Точка - окрема точка, яка створюється лазерним принтером.

Коефіцієнт прямокутності зображень позначає кількість пікселів в матриці малюнка по горизонталі і по вертикалі.

КПІ часто називають розміром зображення. Наприклад, 800 * 600 - 800 пікселів по горизонталі і 600 рядків пікселів по вертикалі. Твір цих двох чисел дає загальна кількість пікселів зображення. Так 800 * 600 складається з 480000 пікселів.

Коефіцієнт прямокутності пікселя - він ставиться до реальним розмірам відеопам'яті і стосовно його ширини до висоти. Ці розміри залежать від використовуваного апаратного та програмного зображення і можуть бути різні для різних комп'ютерів. Це важливо в тих випадках, коли ви хочете працювати з зображеннями, створеними в інших ОС

Бітова глибина. Біт найменший елемент пам'яті комп'ютера (вкл. або викл, 1 або 0). Колір кожного пікселя растрового зображення - чорний, білий, сірий або будь-який із спектру - запам'ятовується на комп'ютері за допомогою комбінації бітів. Чим більше бітів використовується,тим більше відтінків кольорів ви отримуєте. Число бітів, які використовуються комп'ютером для кожного пікселя, називається бітовою глибиною. Наприклад, 1-бітові зображення мають тільки два можливі кольори: чорний і білий.

24-біт зображення - містять інформацію про колір пікселя у 24х бітах.

Чотири біта інформації дадуть 24 = 16 різних кольорів, 8 біт - 28 = 256 кольорів, 24 біта забезпечує більше 16 мільйонів кольорів. Такий опис (24 біт) називають природними квітами тому людське око розрізняє меншу кількість квітів.

Щоб створити картинку файл растрового зображення (ФРІ) повинен зберегти розміри зображення і розташування пікселів в ньому. Якщо буде зіпсована інформація про колір кожного пікселя, комп'ютер зможе відтворити версію малюнка, яку можна відкоригувати.

Піксель сам по собі не володіє ніяким розміром. Це лише область пам'яті комп'ютера, що зберігає інформацію про колір. Оскільки розміри зображення зберігаються окремо, то пікселі запам'ятовуються один за одним, як один великий блок даних. Комп'ютер відтворює сітку за розмірами, заданим коефіцієнтом прямокутності, а потім заповнює її піксель за пікселем.

Позитивні сторони растрової графіки:

1. Растрові малюнки добре виглядають (хороші), тому що растрова графіка ефективно представляє реальні образи. Реальний світ складається з мільярдів об'єктів, а людське око якраз і пристосований для сприйняття світу як величезного набору дискретних елементів, що утворюють предмети. На зовнішньому рівні якості растрові зображення виглядають цілком «реальним» (рівень сканування фотографій).

2. Растрові зображення легко можуть бути роздруковані на лазерних принтерах і фотоскладальних автоматах, які для створення зображень використовують набори точок. Оскільки зображення вже представлено у вигляді пікселів.

Недоліки растрової графіки:

1. РІ витрачають дуже велику кількість пам'яті. Чорно-білі зображення займають кілька сотень кбайт, а деталізовані кольорові малюнки можуть займати сотні Мбайт. Сучасним професіоналам, які працюють з растрової графікою, потрібні комп'ютери з ємністю пам'яті від одного Гбайт аж до терабайт.

Існує два методи боротьби з цим недоліком: 1) збільшення пам'яті комп'ютера - для цього необхідні деякі (іноді значні) капіталовкладення. 2) стиснення файлів - використання програм, що зменшують розміри файлів растрової графіки за рахунок зміни способу організації даних. Цей спосіб не вимагає покупки нового апаратного забезпечення, але може призвести до несумісності програм, які повинні працювати зі стиснутими зображеннями.

2. Труднощі редагування зображення. Оскільки великі РІ займають значні масиви пам'яті комп'ютера, то для їх редагування будуть потрібні також значні масиви пам'яті і інші ресурси комп'ютера. Так, наприклад, застосування фільтрів спеціальних ефектів до малюнків, відсканованим з високою роздільною здатністю. У програмах типу Photoshop може зайняти від декількох хвилин до години в залежності від якості обладнання. Якість апаратного забезпечення сильно впливає на процес редагування комп'ютерних зображень. Одні комп'ютери спеціально розроблені для обробки графічних файлів, інші мають додаткові пристрої (відеокарти), які можуть поліпшити продуктивність деяких графічних функцій. Якщо приходиться часто працювати в основному з великими растровими зображеннями, швидше за все, буде потрібно придбати відповідне апаратне забезпечення. Якщо лише зрідка доводиться мати справу з великими растровими картинками можна сильно не витрачатися.

Векторна графіка. Як у растрової графіку основним елементом зображення є точка, так в векторну графіку основним елементом зображення єлінія, при цьому не важливо, це пряма лінія крива.

У растрової графіку теж існують лінії, але там вони розглядаються як комбінації точок. Для кожної точки лінії в растрової графіку відводиться одна або декілька комірок пам'яті (чим більше кольорів можуть мати точки, тим більше клітинок їм виділяється). Відповідно, чим довше растрова лінія, тим більше пам'яті вона займає. У векторну графіку обсяг пам'яті, який займає лінією, не залежить від розмірів лінії, оскільки лінія представляється у вигляді формули, а точніше кажучи, у вигляді декількох параметрів. Щоб не робили з цією лінією, змінюються лише її параметри, що зберігаються в комірках пам'яті.Кількість же комірок залишається незмінним для будь-якої лінії.

Лінія - це елементарний об'єкт векторної графіки. Все, що є у вік-битим ілюстрації, складається з ліній. Найпростіші об'єкти об'єднуються в більш складні, наприклад, об'єкт чотирикутник можна розглядати як чотири пов'язані лінії. Об'єкт куб ще більш складний: його можна розглядати або як дванадцять пов'язаних ліній, або як шість пов'язаних чотирикутників. З-за такого підходу векторну графіку часто називаютьоб'єктно-орієнтованою графікою.

Об'єкти векторної графіки зберігаються в пам'яті у вигляді набору параметрів, але треба пам'ятати про те, що на екран всі зображення однаково виводяться у вигляді крапок. Перед виводом на екран кожного об'єкта програма робить обчислення координат екранних пікселів в зображенні об'єкта, тому векторну графіку іноді називають обчислюваний графікою. Аналогічні обчислення проводяться і під час виведення об'єктів на принтер.

Як і всі об'єкти, лінії мають властивості. До цих властивостей відносяться: форма лінії, її товщина, колір, характер лінії (суцільна, пунктирна і т.п.). Замкнені лінії мають властивість заповнення. Внутрішня область замкнутого контуру може бути заповнена кольором, текстурою, картою. Найпростіша лінія, якщо вона не замкнута, має дві вершини, які називаються вузлами. Вузли теж мають властивості, від яких залежить, як виглядає вершина лінії і як дві лінії сполучаються між собою.

Для створення об'єктів примітивів в ВГ використовуються прості опису типу: «Малювати лінію від точки А до точки Б» або «Малювати коло радіусом Р з центром в точці Т». Дійсні команди, що описують векторні об'єкти, недоступні простому користувачеві. Їх визначають транслятори мов програмування з графічними можливостями або оболонки ілюстраційних пакетів. Комп'ютер непомітно для нас зробить всю чорнову роботу.

Основна перевага ВГ полягає в тому, що опис об'єкта є дуже простим і займає мало пам'яті комп'ютера (окружність - у ВГ - рядок символів, в РГ - запам'ятати кожну крапку в зображенні). Недоліком є те, що деталізований векторний об'єкт може виявитися надто складним: він може друкуватися не в тому вигляді, що очікується або не надрукуватися взагалі, якщо принтер неправильно інтерпретує або не розуміє векторні команди (відсутній відповідний драйвер принтера). Файли векторної графіки здатні містити растрові зображення як одного з типів об'єктів. Деякі графічні оболонки можуть підтримувати і РГ, і ВГ, але не зовсім одночасно. Вони створюють два різних шару, один - як аркуш паперу в клітку для малювання растрових картинок, інший - як лист креслярської паперу для векторів.

Найсильніша сторона ВГ полягає в тому, що вона використовує всі пре-майна роздільної здатності будь-якого пристрою виводу. Це дозволяє змінювати векторний малюнок без втрати його якості. Векторні команди просто повідомляють, що необхідно намалювати об'єкт заданого розміру, використовуючи стільки крапок, скільки можливо. Тобто зовнішній вигляд векторного малюнка при збільшенні не змінюється, а растрового - погіршується. ВГ має ще одну перевагу:

- Можна редагувати окремі частини малюнка, не надаючи впливу на інші.

- Векторні зображення, що не містять растрові об'єкти, займають в пам'яті комп'ютера в 10 - 1000 разів менше місця, ніж його растровий аналог.

Недоліком ВГ є те, що ВР виглядають занадто штучно. До недавнього часу ВГ використовувалася там, де зображення не повинні бути «природними»: двовимірні креслення, кругові діаграми, створювані пакетами САПР;технічні ілюстрації, знітився малюнки та значки, що складаються з прямих ліній і областей, зафарбованих одним кольором. З розвитком комп'ютерних технологій це положення змінилося.

Дата добавления: 2015-08-31