Общие сведения. Существует много форматов представления графических файлов

ТЕМА 7. НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ФОРМАТЫ

Существует много форматов представления графических файлов. ANSI - американский национальный институт стандартов - предложил несколько спецификаций. Однако реально фирмы их не выполняют. Существует 2 принципиально различных способа записи графической информации: растровый и векторный. Различные фирменные пакеты по-разному представляют в рамках этих способов данные, стремясь наиболее эффективно по памяти и времени обработать тот класс данных, для которого предназначен пакет.

Растровый способ используется обычно в программном обеспечении сканеров и в программах редактирования фотореалистических изображений. Растровый файл состоит из точек, число которых определяется разрешением. Разрешение измеряется в количестве точек на дюйм (dpi) или на сантиметр (dpc). Эта метрика используется как для дисплея, так и для других устройств вывода, например, принтеров. Очень важным фактором, влияющим на качество изображения, является глубина цвета, т.е. число разрядов, отводимых для хранения информации об оттенках (градациях) 3 основных цветов (RGB). Так, глубина 24 разряда дает 16,777,216 цветов (). Для полутонового нецветного изображения хранятся оттенки серого.

Плата за высокую глубину - большой размер файлов растровой графики. Размер файла сильно зависит от выбранного формата хранения. При прочих равных условиях (размеры изображения и битовая глубина) рисунок формата TIFF может быть в 2 раза меньше формата EPS или в 2 раза больше PCX. В некоторых форматах применяются особые схемы сжатия, сильно уменьшающие размер файла. Файлы могут содержать дополнительную информацию, обеспечивающую предварительный просмотр изображения. Достоинство растровой графики - реалистичность изображения, соответствие устройствам вывода (принтеры). Недостаток - большие затраты дисковой памяти, хотя дисковая память экономится за счет сжатия. Но т.к. алгоритмы сжатия у разных пакетов разные, возникает проблема “непонимания” изображений другими программами.

Векторный способ записи изображений применяется обычно в системах автоматизированного проектирования и пакетах для построения графических изображений (“рисовалках”). Изображение состоит из простейших элементов (прямая, ломаная, кривая Безье, эллипс, прямоугольник и т.д.), называемых графическими примитивами. С этой точки зрения в графической библиотеке BGI реализован векторный способ. Для каждого из примитивов определен ряд атрибутов (например, для многоугольников задаются координаты вершин, толщина и цвет контурной линии, тип и цвет заливки и т.д.). Записывают также место объектов на странице и их взаимное расположение. Векторный формат - доказательство идеи древнегреческих математиков, что любую существующую в природе форму можно описать с помощью геометрических примитивов и компаса. Векторная графика использует математические формулы описания объекта и комбинацию команд манипулирования объектами. Местоположение точек ВЫЧИСЛЯЕТСЯ. Векторную графику часто называют объектно-ориентированной или чертежной. Некоторые векторные форматы очень просты, содержат несколько десятков команд. В других форматах число команд - сотни и тысячи. Команды могут представляться в коде ASCII, в двоичном коде, и др.

Достоинство векторного представления - экономичность по памяти, т.к. не нужно запоминать каждую точку. Хранится АЛГОРИТМ получения изображения, а не само изображение. В растровых форматах хранится цвет каждого пиксела, что ведет к трате памяти. В векторных форматах хранится цвет объекта в целом. При редактировании векторных изображений манипулируют объектами (примитивами или их совокупностью, выделенной по некоторому критерию). Это позволяет работать с частями рисунка, выводить его по частям, просматривать послойно. Последнее реализовано, например, в системе автоматизации проектирования многослойных печатных плат PCAD, приложениях, написанных в среде AutoCAD для архитектурно-стоительного проектирования и др. Самая сильная сторона векторной графики - максимальное использование разрешающей способности устройства вывода без изменения рисунка. Векторные команды просто требуют нарисовать объект заданного размера. Количество точек, использованное при этом, определяется устройством. В растровом формате рисование ведется по точкам и если точек мало, то на хорошем принтере получается плохой рисунок. По той же причине изменение размеров не влияет на качество вывода векторного изображения. Для растрового изображения при увеличении появляется зернистость, т.к. точек не хватает. Недостаток векторной графики - сложность изображения больших многообъектных сцен. Возникают трудности получения сложных изображений (например, кривых), т.к. набор исходных примитивов может быть недостаточным. Тогда приходится создавать стилизованные изображения. Не все устройства могут реализовать и все требуемые векторные команды.

Т.к. точка - тоже графический примитив, векторные рисунки могут содержать растровые вставки. Но возможности их редактирования в большинстве программных пакетов ограничены. Растровые рисунки воспринимаются как объект, поэтому исполняются только команды, относящиеся к рисунку в целом (уменьшить/увеличить яркость, изменить размер рисунка - каждый пиксел представляется несколькими точками). Яркий пример такого подхода - вставка рисунков в текст, подготовленный в редакторе Microsoft Word. Есть программы (в основном на Macintosh), позволяющие работать с обоими типами рисунков. Они создают 2 разных слоя. Некоторые векторные форматы позволяют создавать растровый эскиз изображения, который за счет увеличения размера файла хранится вместе с векторным описанием. За счет этого, например, в издательских пакетах типа PageMaker можно выполнить эскизный просмотр рисунка или страницы, куда вставлен рисунок.

Существует множество программ трансляции, переводящих данные из векторного формата в растровый. Это достаточно просто. Обратная операция сложна. Сложно даже перевести рисунок из одного векторного формата в другой. Причина - использование в различных векторных форматах уникальных математических моделей описания изображений. Тем не менее, такие программы есть (например, модуль CorelTrace из пакета CorelDraw). Сейчас просматривается тенденция к слиянию векторного и растрового форматов. Но пока это еще не произошло, т.к. векторное описание растрового рисунка очень громоздко, сжатие отсутствует. Обратная операция с учетом сжатия более эффективна. Но при этом “родной” векторный формат все же компактнее.

Дата добавления: 2014-01-11