Векторные форматы графических файлов

Связь между размером иллюстрации (в пикселях) и размером отпечатка (в мм) при разных разрешениях отпечатка

Размер иллюстрации	75dpi	150 dpi	300dpi	600dpi
640х480	212х163	108х81	55х40	28х20
800х600	271х203	136х102	68х51	34х26
1024х768	344х260	173х130	88х66	44х33
1152х864	390х293	195х146	98х73	49х37
1600х1200	542х406	271х203	136х102	68х51

На практике высококачественная печать полноцветного изображения обеспечивается при разрешении файла 200-300 dpi. При печати изображения, занимающего полный экран очень большого монитора, образуется отпечаток размером всего лишь с небольшую фотографию.

Форматы графических файлов. Проблема сохранения изображений для последующей их обработки чрезвычайно важна. Единого формата графических файлов, пригодного для всех приложений, не существует, однако некоторые форматы стали стандартными для целого ряда предметных областей. Важно различать векторные (WMF, DXF, CGM и др.) и растровые (PCX, TIFF, GIF и др.) форматы. Как было уже сказано выше, файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора простейших графических объектов. В файлах же растровой графики запоминается цвет каждого пикселя на рисунке, поэтому такие файлы занимают, как правило, большой объем памяти. Один из возможных способов решения этой проблемы – сжатие информации, т. е. уменьшение размеров файла за счет изменения способа организации данных в нем. Обычно каждый конкретный алгоритм хорошо сжимает только изображения вполне определенной структуры. Например, в формате PCX применяется алгоритм сжатия, который хорошо работает с рисунками, содержащими большие области однотонной закраски. Хранение же отсканированных фотографий в формате PCX не оправдано, так как размеры получающихся файлов очень велики. В этом случае лучше воспользоваться форматом JPEG, который основан на теории фрактальной упаковки и обеспечивает высокий коэффициент сжатия для изображений фотографического качества.

Таблица 2.4

Название формата	Программы, котрые могут открывать файлы
WMF(Windows MetaFile)	Большинство приложений Windows.
EPS(Encasulated PostScript)	Большинство настольных издательских систем и векторных программ, некоторые растровые программы.
DXF(Drawing Interchange Format)	Все программы САПР, многие векторные редакторы, некоторые настольные издательские системы.
CGM(Computer Graphics Metafile)	Большинство программ редактирования векторных рисунков, САПР и издательские системы.

Таблица 2.5

Растровые форматы графических файлов

Название формата	Программы, которые могут открывать файлы	Метод сжатия
BMP(Windows Device Independent Bitmap)	Все программы Windows, которые используют растровую графику.	RLE для 16- и 256- цветных изображений (по желанию)
PCX (Z – Soft PaintBrush)	Почти все графические приложения.	RLE (всегда)
GIF(Graphic Interchange Format)	Почти все растровые редакторы; большинство издательских пакетов; векторные редакторы, поддерживающие растровые объекты.	LZW (всегда)
TIFF(Tagged Image File Format)	Большинство растровых редакторов и настольных издательских систем; векторные редакторы, поддерживающие растровые объекты.	LZW (по желанию) и др..
TGA(TrueVision Targa)	Растровые редакторы	RLE(по желанию)
IMG(Digital Research GEM Bitmap)	Некоторые настольные издательские системы и редакторы изображений Windows	RLE(всегда)
JPEG(Joint Photographic Experts Group)	Последние версии растровых редакторов; векторные редакторы, поддерживающие растровые объекты.	JPEG(можно выбрать степень сжатия)

Таким образом, знание особенностей форматов графических файлов имеет значение для эффективного хранения изображений и организации обмена данными между различными приложениями.

Цветовое разрешение и цветовые модели. При работе с цветом используются понятия цветовое разрешение ( его еще называют глубиной цвета) и цветовая модель. Цветовое разрешение определяет метод кодирования цветовой информации, и от него зависит сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пикселя. Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных цветовых оттенков. Два байта (16 битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется High Color. Если для кодирования цвета используются три байта (24 бита), возможно, одновременное отображение 16.5 млн. цветов. Этот режим называется True Color.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуются смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK и HSB.

Цветовая модель RGB. Эта модель наиболее проста для понимания. В ней работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными. Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображение проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели. В графических редакторах имеются средства для преобразования изображений из одной цветовой модели в другую.

Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонентов называют аддитивным методом. Он применяется всюду, где цвета изображения рассматриваются в проходящем свете («на просвет»): в мониторах, слайд-проекторах и т. п.

Нетрудно догадаться, что чем меньше яркость, тем темнее оттенок. Поэтому в аддитивной модели центральная точка, имеющая нулевые значения компонентов (0,0,0), имеет черный цвет (отсутствие свечения экрана монитора). Белому цвету соответствуют максимальные значения составляющих (255, 255, 255). Модель RGB является аддитивной, а ее компоненты: красный, зеленый и синий — называют основными цветами.

Цветовая модель CMYK. Эту модель используют для подготовки не экранных, а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем больше света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех основных красок поглощает почти весь падающий свет, и со стороны изображение выглядит почти черным. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а к ее уменьшению. Поэтому для подготовки печатных изображений используется не аддитивная модель, а субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого:

ГОЛУБОЙ (Cyan)=БЕЛЫЙ – КРАСНЫЙ=ЗЕЛЕНЫЙ+СИНИЙ

ПУРПУРНЫЙ(Magenta)=БЕЛЫЙ – ЗЕЛЕНЫЙ=КРАСНЫЙ+СИНИЙ

ЖЕЛТЫЙ(Yellow)=БЕЛЫЙ – СИНИЙ=КРАСНЫЙ+ЗЕЛЕНЫЙ

Эти три цвета называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до белого.

Существенную трудность в полиграфии представляет черный цвет. Теоретически его можно получить совмещением трех основных или дополнительных красок, но на практике результат оказывается негодным. Поэтому в цветовую модель CMYK добавлен четвертый компонент – черный. Ему эта система обязана буквой K в названии (blac K).

В отличие от модели RGB, центральная точка имеет белый цвет (отсутствие красителей на белой бумаге). К трем цветовым координатам добавлена четвертая – интенсивность черной краски. Ось черного цвета выглядит обособленной, но в этом есть смысл: при сложении цветных составляющих с черным цветом все равно получится черный цвет.

Сложение цветов в модели CMYK каждый может проверить, взяв в руки голубой, розовый и желтый карандаши или фломастеры. Смесь голубого и желтого на бумаге дает зеленый цвет, розового с желтым – красный и т.д. При смещении всех трех цветов получается неопределенный темный цвет. Поэтому в этой модели черный цвет и понадобился дополнительно.

В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный отпечатки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученное на компьютере, перед печатью разделяют на четыре составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называется цветоделением. Современные графические редакторы имеют средства для выполнения этой операции.

Цветовая модель HSB. Некоторые графические редакторы позволяют работать с цветовой моделью HSB. Если модель RGB наиболее удобна для компьютера, а модель CMYK – для типографий, то модель HSB наиболее удобна для человека. Она проста и интуитивно понятна.

В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов, как и при работе с другими моделями.

Цветовая модель HSB удобна для применения в тех графических редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображений, а на их создание своими руками. Существуют такие программы, которые позволяют имитировать различные инструменты художника (кисти, перья, фломастеры, карандаши), материалы красок (акварель, гуашь, масло, тушь, уголь, пастель) и материалы полотна (холст, картон, рисовая бумага и пр.). Создавая собственное художественное произведение, удобно работать в модели HSB, а по окончании работы его можно преобразовать в модель RGB или CMYK, в зависимости от того, будет ли оно использоваться как экранная или печатная иллюстрация.

Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру – чистым цветам. Направление вектора определяет цветовой оттенок и задается в модели HSB в угловых градусах. Длина вектора определяет насыщенность цвета. Яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет.

Графические редакторы позволяют работать с цветным изображением в разных цветовых моделях, но все-таки модель RGB для компьютера «ближе». Это связано с методом кодирования цвета байтами. Поэтому создавать и обрабатывать цветные изображения принято в модели RGB, а при выполнении цветоделения рисунок преобразовывают в модель CMYK. При печати рисунка RGB на цветном четырехцветном принтере драйвер принтера также преобразует рисунок в цветовую модель CMYK.

Цветовая палитра – это таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Это таблица создается и хранится вместе с графическим файлом.

Самый удобный для компьютера способ кодирования цвета – 24 - разрядный, True Color. В этом режиме на кодирование каждой цветовой составляющей R (красной), G(зеленой), B(синей), отводится по одному байту (8 битов). Яркость каждой составляющей выражается числом от 0 до 255, и любой цвет из 16.5 миллионов компьютер может воспроизвести по трем кодам. В этом случае цветовая палитра не нужна, поскольку в трех байтах и так достаточно информации о цвете конкретного пикселя.

Индексная палитра. Существенно сложнее обстоит дело, когда изображение имеет только 256 цветов, кодируемых одним байтом. В этом случае каждый цветовой оттенок представлен одним числом, причем это число выражает не цвет пикселя, а индекс цвета (его номер). Сам же цвет разыскивается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, приложенной к файлу. Такие цветовые палитры еще называют индексными палитрами. Разные изображения могут иметь разные цветовые палитры. Например, в одном изображении зеленый цвет может кодироваться индексом 64, а в другом изображении это индекс может быть отдан розовому цвету. Если воспроизвести изображение с «чужой» цветовой палитрой, то зеленая елка на экране может оказаться розовой.

Фиксированная палитра. В тех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байтами (режим High Color), на экране возможно изображение 65 тысяч цветов. Разумеется, это не все возможные цвета, а лишь одна двести пятьдесят шестая доля общего непрерывного спектра красок, доступного в режиме True Color. В таком изображении каждый двухбайтный код тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. Но в данном случае нельзя приложить к файлу индексную палитру, в которой было бы 65 тысяч записей, и ее размер составил бы сотни тысяч байтов. Вряд ли есть смысл прикладывать к файлу таблицу, которая может быть по размеру больше самого файла. В этом случае используют понятие фиксированной палитры. Ее не надо прикладывать к файлу, поскольку в любом графическом файле, имеющем шестнадцатиразрядное кодирование цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет.

«Безопасная» палитра. Этот термин используют в Web-графике. Поскольку скорость передачи данных в Интернете пока оставляет желать лучшего, для оформления Web-страниц не применяют графику, имеющую кодирование цвета выше 8-разрядного.

При этом возникает проблема, связанная с тем, что создатель Web-страницы не имеет ни малейшего понятия о том, на какой модели компьютера и под управлением каких программ будет просматриваться его произведение. Он не уверен, не превратится ли его «зеленая елка» в красную или оранжевую на экранах пользователей.

В связи с этим принято следующее решение. Все наиболее популярные программы для просмотра Web- страниц (броузеры) заранее настроены на некоторую одну фиксированную палитру. Если разработчик Web-страницы при создании иллюстраций будет применять только эту палитру, то он может быть уверен, что пользователи всего мира увидят рисунок правильно.

В этой палитре не 256 цветов, как можно было бы предположить, а лишь 216. Это связано с тем, что в Интернете работают люди с разными компьютерами, а не только с IBM PC, и не все компьютеры могут воспроизводить 256 цветов.

Такая фиксированная палитра, жестко определяющая индексы для кодирования 216 цветов, называется безопасной палитрой.

5.3. ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫ

С помощью программ этого класса реализуется, прежде всего, иллюстративная графика.

Программы, предназначенные для работы с векторными изображениями, называют векторными графическими редакторами. С помощью этих программ выполняют чертежные и оформительские работы. Особенно широкое применение векторные редакторы нашли в рекламном бизнесе и в издательском деле.

Программы, предназначенные для работы с растровыми изображениями, называют растровыми графическими редакторами. С помощью этих программ создают изображения, выполняют их ретушь и монтаж художественных композиций.

Существует множество программ, предназначенных для работы с векторной и растровой графикой. Ряд графических редакторов ориентирован непосредственно на процесс рисования. В них акцент сделан на использование удобных инструментов рисования и на создание новых художественных инструментов и материалов. В тех случаях, когда основным требованием к изображению является высокая точность формы, применяют специальные графические редакторы, предназначенные для работы с векторной графикой. Такая задача возникает при разработке логотипов компаний, при художественном оформлении текста (например, журнальных заголовков или рекламных объявлений), а также во всех случаях, когда иллюстрация является чертежом, схемой или диаграммой, а не рисунком.

Дата добавления: 2014-01-06