Графические редакторы

В последние годы возрос интерес пользователей к специальным инструментальным программам машинной графики: графическим редакторам, издательским системам и т. п. В них предоставляется удобный интерфейс для пользователей, автоматизируется большое количество разнообразных действий с графической информацией — от построения простейших рисунков до создания мультипликационных (анимационных) роликов.

Для осуществления компьютерного моделирования графического объекта выбирают подходящее программное инструментальное средство — графический редактор (систему), в котором допустимы все возможности, необходимые для описанной работы.

Иногда бывает полезным осуществить построение графического образа программированием (на одном из языков программирования) с использованием графических библиотек.

Для хранения изображений существует большое количество графических форматов, которые подразделяют на два основных вида: растровый и векторный.

В векторном формате изображение задается как совокупность отдельных объектов, описанных математически (например, как векторы на плоскости), а в растровом — по точкам, как мозаика. Чтобы лучше понять разницу, можно привести пример, как может быть описан один и тот же отрезок прямой. В векторном формате заданы координаты начала и конца, цвет и толщина; а в растровом формате - координаты каждой точки, входящей в этот отрезок, и ее цвет.

Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой представлена цветной точкой. При оцифровке изображения оно делится на такие крошечные ячейки, что глаз человека их не видит, воспринимая все изображение как целое. Сама сетка получила название растровой карты, а ее единичный элемент называется пикселем.

Пиксели подобны зернам фотографии и при значительном увеличении они становятся заметными.

Растровая карта представляет собой набор (массив) троек чисел: две координаты пикселя на плоскости и его цвет.

В отличие от векторных изображений при создании объектов растровой графики математические формулы не используются, поэтому для синтеза растровых изображений необходимо задавать разрешение и размеры изображения.

С помощью растровой графики можно отразить и передать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению. Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глубину резкости.

Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем «захвата» кадра видеосъемки. Растровые изображения можно получить и непосредственно в программах растровой или векторной графики путем преобразования векторных изображений.

Существует множество форматов файлов растровой графики, и каждый из них предусматривает собственный способ кодирования информации об изображении. Перечислим особенности лишь наиболее распространенных форматов (табл. 10.3).

Из большого числа форматов графических файлов в Интернет сейчас широко используются только два — GIF и JPEG.

Популярный формат GIF разработан фирмой CompuServe, как не зависящий от аппаратного обеспечения. Он предназначен для хранения растровых изображений со сжатием. В одном файле этого

формата может храниться несколько изображений. Обычно эта возможность используется для хранения анимированных изображений (как набор кадров).

GIF-формат позволяет записывать изображение «через строчку» (Interlaced), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Эта возможность широко применяется в Интернет. Сначала видим картинку с грубым разрешением, а по мере поступления новых данных ее качество улучшается. Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может содержать не более 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно.

Формат файла JPEG (Joint Photographic Experts Group — Объединенная экспертная группа по фотографии) был разработан компанией C-Cube Microsystems, как эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми (а иногда и неуловимыми) оттенками цвета. Самое большое отличие формата JPEG от других форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями (а не алгоритм без потерь).

Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия. Сжатие, используемое в формате JPEG, необратимо искажает изображение. Это не заметно при его простом просмотре, но становится явным при последующих манипуляциях. Зато размер файла получается от 10 до 500 раз меньше, чем BMP!

Если решите записать изображение в формате JPEG, то лучше выполнить все необходимые операции перед первой записью файла.

GIF-формат удобен при работе с рисованными картинками. JPEG-формат лучше использовать для хранения фотографий и изображений с большим количеством цветов. Для создания анимации и изображений с прозрачным фоном применяется GIFформат.

Векторный формат более компактный, но он совершенно не пригоден для хранения аналоговых изображений, например фотографий. В этом формате задавать их математически было бы очень громоздко, поэтому гораздо проще использовать представление аналоговой графики в растровом виде. А вот рисунки и чертежи гораздо удобнее и практичнее делать именно в векторном виде.

Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы — прямоугольник,

окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.

Преимущество векторной графики заключается в том, что форму, цвет и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать с помощью математических формул.

Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн — кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. На сплайнах построены современные шрифты ТrуеТуре и PostScript.

У векторной графики много достоинств. Она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.

Объекты векторной графики легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами. В тех областях графики, где важно сохранить ясные и четкие контуры, например, в шрифтовых композициях, в создании логотипов и пр., векторные программы незаменимы.

Векторная графика может включать в себя и фрагменты растровой графики: фрагмент становится таким же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями в обработке).

Важным преимуществом программ векторной графики являются развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

Однако, с другой стороны, векторная графика может показаться чрезмерно жесткой, «фанерной». Она действительно ограничена в чисто живописных средствах: в программах векторной графики практически невозможно создавать фотореалистические изображения.

А кроме того, векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для точечной графики.

Итак, основные достоинства векторного формата:

· изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла;

· огромная точность (до сотой доли микрона);

· небольшой размер файла по сравнению с растровыми изображениями;

· прекрасное качество печати;

· отсутствие проблем с экспортом векторного изображения в растровое;

· возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности.

Недостатками векторного хранения являются:

· практически невозможно экспортировать из растрового формата в векторный (можно, конечно, трассировать изображение, хотя получить хорошую векторную картинку нелегко, когда графика черно-белая, и почти невозможно, если изображение цветное);

· невозможно применение обширной библиотеки.

Средств работы с графикой существует множество. Некоторые из них, такие как Adobe PhotoShop и CorelDraw, предназначены для профессиональной работы с графикой. Это коммерческие продукты, которые стоят немалых денег. Другие, например Paint, встроенный в ОС Windows, доступны для работы даже маленькому ребенку, но и возможности у них не велики.

Дата добавления: 2014-01-06