Анализ и исследование графических редакторов

     ВВЕДЕНИЕ

     Графические редакторы занимают среди программного обеспечения особое место. Это как  раз тот случай, когда требования к программному обеспечению дизайнеров-профессионалов и основной массы пользователей  не совпадают. При наборе текстов  и профессиональный писатель, и семиклассник, пишущий сочинение, выполняют одни и те же операции и предъявляют  к программе сходные требования. Другое дело - графика. Здесь большинству  рядовых пользователей требуется  совсем иное, нежели профессионалам. Ведь они используют для своей работы, как правило, уже готовые изображения. На первое место выступает возможность  быстрого просмотра имеющихся картинок, удобного преобразования из одного формата  в другой, простейших, интуитивно понятных манипуляций: масштабирование, яркость, контрастность, резкость, инвертирование, повороты и т. п. Благодаря компьютерной графики можно оформить Интернет страницу, создать рекламу или  просто редактировать собственные  домашние фото. Поэтому тема данной учебно-исследовательской работы очень актуальна в наше время. Ведь именно сейчас различного рода информация доносится до людей в основном через книги, газеты, журналы и другие печатные издания, и от того, как эта информация оформлена зависит массовый интерес к ней. [1]

     Целью данной работы является рассмотрение видов конкретных графических программ и области их принемения. И выяснить какие из программ на данный момент самые лучшие для пользователей, и для чего они предназначены. Данная работа имеет большую значимость, т.к. программы для обработки и просмотра изображение применяются во многих отраслях.

     Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы - графические редакторы. Графический редактор - это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений.

     Забегая вперед, скажем, что графические редакторы подразделяются на две категории: растровые и векторные. Они отличаются по способу  представления графической информации.

     Но  прежде чем приступить к более  подробному анализу графических  программ, следует ознакомиться с их  историей и классификацией. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1: История и понятие графических редакторов

1. Появление графических редакторов

        Компьютерная графика - это специальная  область информатики, изучающая  методы и средства создания  и обработки изображений с  помощью программно-аппаратных вычислительных  комплексов. Она охватывает все  виды и формы представления  изображений, доступных для восприятия  человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем  носителе (бумага, киноплёнка, ткань  и прочее).  [2]

        Представление данных на мониторе  компьютера в графическом виде  впервые было реализовано в  середине 50-х годов  для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой частью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных.

        В 1963 году американский учёный  Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный  комплекс Sketchpad, который позволял  рисовать точки, линии и окружности  на трубке цифровым пером. Поддерживались  базовые действия с примитивами:  перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный  редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать  первым графическим интерфейсом,  причём она являлась таковой  ещё до появления самого термина.

       В компьютерах первых поколений  форма представления результатов  решения задач была очень громоздкой  и не наглядной — необозримые  колонки чисел или огромные  таблицы. Очень часто, чтобы  облегчить восприятие этой информации, приходилось вручную строить  диаграммы, рисовать графики или  чертежи. Известно, что в графическом  виде информация становится более  наглядной, лучше воспринимается  человеком. 
     Поэтому возникла идея поручить компьютерам осуществлять графическую обработку информации. Так появились графопостроители (или плоттеры), с помощью которых компьютер смог рисовать графики, чертежи, диаграммы. Однако это был только первый шаг в компьютерной графике.

 
     Следующим, принципиально новым  шагом стало создание графических  дисплеев. На графическом дисплее  совокупности точек (так называемых  пикселов — от английских слов picture element) различного цвета позволяют  создавать статическое и даже  динамическое (изменяющееся, движущееся) изображение. 
     Работой графического дисплея управляет графический адаптер, состоящий из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора. Видеопамять (часть ОЗУ) служит для хранения видеоинформации — двоичного кода изображения. Дисплейный процессор урравляет лучами электронно-лучевой трубки дисплея в соответствии с информацией, хранящейся в видеопамяти. Дисплейный процессор непрерывно «просматривает» (50—60 раз в секунду) содержимое видеопамяти и выводит его на экран.    

 Появление  графических дисплеев существенно  расширило возможности компьютерной  графики. Она стала повсеместно  применяться в инженерно-конструкторской  работе, архитектуре, дизайне, геодезии  и картографии, полиграфии, кино, телевидении, рекламе и т. д. [3]    

 Для  построения, коррекции, сохранения  и получения «бумажных» копий  рисунков и других изображений  используется специальная программа  — графический редактор.    

 Для  создания изображений в графическом  редакторе используются определенные  «инструменты» — линейка («отрезок»), прямоугольник, круг, эллипс и  т. д. Такие инструменты, позволяющие  изображать простые фигуры, называются  «графическими примитивами». Это  как бы простейшие элементы, из  которых строится изображение.  [2]    

 Функции  всех графических редакторов  приблизительно одинаковы (один  из простейших графических редакторов  для IBM-совместимых компьютеров  —Paintbrush).Они позволяют пользователю:

— создавать  рисунки из графических примитивов;

— применять  для рисования различные цвета  и «кисти» (т. е. использовать линии  различной ширины и конфигурации);

— «вырезать» рисунки или их части, временно хранить  их в буфере («кармане») или запоминать на внешних носителях;

 —  перемещать фрагмент рисунка  по экрану;

 —  «склеивать» один рисунок с  другим;

 —  увеличивать фрагмент рисунка  для того, чтобы прорисовать мелкие  детали;

— добавлять  к рисункам текст.    

 Многие  графические редакторы позволяют  также создавать компьютерную  мультипликацию (анимацию), т. е. создавать  на компьютере движущиеся изображения. [4] 

2. Понятие  растровых и векторных  графических редакторов

Изображения в графических редакторах хранятся по-разному.

          Растровое изображение хранится  с помощью точек различного  цвета (пикселей), которые образуют  строки и столбцы. Любой пиксель  имеет фиксированное положение  и цвет. Хранение каждого пикселя  требует некоторого количества  бит информации, которое зависит  от количества цветов в изображении.  

      Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность и т. д.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

            Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, У), линия - координатами начала (XI, Y1) и конца (Х2, Y2), окружность - координатами центра (X, У) и радиусом (R), прямоугольник - величиной сторон и координатами левого верхнего угла (XI, У1) и правого нижнего угла (Х2, У2) и т. д. Для каждого примитива назначается также цвет. 
Как следствие, графические редакторы подразделяются на две категории: растровые и векторные. Они отличаются по способу, которым представляют

графическую информацию.

Векторные графические  редакторы.

Векторные графические изображения   являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т. д.), для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики (смотреть Рисунок 1). Все компоненты векторного изображения  описываются математически, а значит - абсолютно точно. Векторные изображения, как правило, строятся вручную, однако в некоторых случаях они могут быть также получены из растровых с помощью программ трассировки.  Векторные изображения не в состоянии обеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Растровые графические редакторы.

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки  фотографий и  рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Способ представления растровых изображений совершенно отличен от векторных. Растровые изображения состоят из отдельных точек, называемых растром. Такое представление изображений существует не только в цифровом виде. Растровые изображения обеспечивают максимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждый мельчайший фрагмент оригинала (смотреть Рисунок 2). Такие изображения сохраняются в файлах гораздо большего объёма, чем векторные, поскольку в них запоминается информация о каждом пикселе изображения. Таким образом, качество растровых изображений зависит от их размера (числа пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели. Как следствие того, что они состоят из пикселей  фиксированного размера, свободное масштабирование без потери качества к ним не применимо. Эта особенность, а также сама структура растровых изображений несколько затрудняет их редактирование и обработку.[5]

            Существуют графические редакторы для DOS и для Windows. Это специальные пакеты программ, содержащих в своём составе ряд важных утилит, например просмотрщики графических файлов, конверторы графических файлов из одного формата в другой. Следует также отметить, что целый ряд популярных пакетов программ, таких как MS Word, Excel, MS Works, поддерживают создание рисунков и диаграмм и вставку их в файл. Ряд текстовых редакторов для DOS поддерживают псевдографику (Word & Deed), черчение вертикальных и горизонтальных линий для создания блок-схем и таблиц (Multi-Edit, Лексикон и др.).  

       Графические редакторы для DOS: Painter, NeoPainter, Paint Show, Picasso и др. Лучший из них - NeoPainter. Редактор 3D Studio служит для создания трёхмерных рисунков.   

       Графические редакторы для Windows 3.1: PaintBrush, Aldus Photo Styler, Hamilton Flamingo, Corel Draw (лучший  из них) и др. Последние версии  некоторых графических редакторов (например, Photo Works, Adobe Photo Shop, Photo Plus) работают только в Windows-95 и более поздних версиях.[6]

Сравнение векторных и растровых  редакторов

                Векторные редакторы часто противопоставляют  растровым редакторам. В действительности, их возможности часто дополняют  друг друга:

• Векторные редакторы обычно более пригодны для создания разметки страниц, типографики, логотипов, sharp-edged artistic иллюстраций (например, мультипликация, clip art, сложные геометрические шаблоны), технических иллюстраций, создания диаграмм и составления блок-схем.
• Растровые редакторы больше подходят для обработки и ретуширования фотографий, создания фотореалистичных иллюстраций, коллажей, и создания рисунков от руки с помощью графического планшета.

           Последние версии растровых редакторов (таких, как GIMP или Photoshop) предоставляют пользователю и векторные инструменты (например, изменяемые кривые), а векторные редакторы (CorelDRAW, Adobe Illustrator, Xara Xtreme, Adobe Fireworks, Inkscape, SKI и другие) реализуют и растровые эффекты (например, заливку), хотя иногда и несколько ограниченные по сравнению с растровыми редакторами.[2] 
 
 
 
 

Глава 2: Разновидности  графических редакторов 

1. Редакторы растровой графики

            Основную часть информации человек получает с помощью зрения. Наглядная информация лучше усваивается. Это свойство человеческой природы используют в графических операционных системах, представляющих информацию в виде графических объектов: значков, окон, рисунков.

           Все графические элементы операционной  системы, а также любые другие  изображения должны быть каким-то  образом созданы на компьютере  или в него введены. Для ввода  графических изображений используют  специальное внешнее (периферийное) устройство. Наиболее распространены  сканеры. В последнее время  широкое применение нашли цифровые  фотокамеры. От обычных фотоаппаратов  они отличаются тем, что изображение  не фиксируется на фотопленке  химическим путем, а воспринимается  матрицей ПЗС (прибор с зарядовой  связью), после чего записывается  в микросхемы памяти фотокамеры. Оттуда эту информацию можно  передать в компьютер с помощью  кабеля. Некоторые цифровые фотоаппараты  способны записывать данные на  гибкий диск в виде файла,  который потом нетрудно перенести  на компьютер.

            Возможен ввод изображений в  компьютер из видеокамеры. Выбор  одного кадра из видеопоследовательности  и ввод его в компьютер называют  перехватом изображения. 

           Для ввода изображения в компьютер  не обязательно их сканировать,  фотографировать или перехватывать.  Изображения можно и создавать.  Для этого служит специальный  класс программ, которые называют  графическими редакторами.

           Иллюстрации, выполненные средствами  растровой графики, редко создаются  вручную с помощью компьютерных  программ. Чаще для этой цели  сканируют иллюстрации, подготовленные  художником на бумаге, или фотографии. Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации. [1]

            Для начинающих операционная  система Windows имеет графический  редактор Paint, с помощью которого  можно изучить основные приемы  работы с компьютерной графикой.

       Paint – простейший графический редактор, предназначенный для создания и редактирования растровых графических изображений в основном формате Windows (BMP) и форматах Интернета (GIF и JPEG). Он приемлем для создания простейших графических иллюстраций, в основном схем, диаграмм и графиков, которые можно встраивать в текстовые документы; в Paint можно создавать рекламу, буклеты, объявления, приглашения, поздравления и др.

          Графический редактор Paint ориентирован на процесс «рисования» изображения и комбинирования готовых фрагментов, а не на обработку («доводку») готовых изображений, таких как отсканированные фотографии.

     Окно  графического редактора Paint имеет стандартный  вид (смотреть  Рисунок 3). В вашем распоряжении различные средства и инструменты для «художественного» творчества – палитра цветов, кисть, аэрозольный баллончик, ластики для стирания, «карандаши» для рисования геометрических фигур (линий, прямоугольников, эллипсов, многоугольников). Редактор позволяет вводить тексты, и богатый набор шрифтов из комплекта Windows дают возможность выполнять на картинках эффектные надписи. Имеются и «ножницы» для вырезания фрагментов картинки, - вырезанный элемент можно переместить, скопировать, уменьшить, увеличить, развернуть и т.д. [7]

      Неплохую популярность в последнее время завоевал PaintNET. Он успел обзавестись немалым количеством новых функций и изменений в интерфейсе. Многое, правда, ещё отсутствует (вроде объединения слоёв), но раз разработка не прекращается, можно надеяться на улучшения.

      Один из главных недостатков PaintNET - это сама платформа. NET. Во-первых, программы  на ней отличаются особенной требовательностью  к ресурсам компьютера, во-вторых (что  куда хуже) авторы Paint.NET, заполучив в  свои руки возможность контролировать прозрачность окон, использовали её на полную катушку. Если увеличение прозрачности вспомогательных окон при потере фокуса вполне можно счесть за положительное  качество (особенно при низком разрешении экрана, когда для всех окон частенько  не хватает места), то полупрозрачные диалоговые окна - это уже перебор. В любом случае, можно было бы оставить возможность вернуть окнам  привычный вид

     Интерфейс вообще не самая сильная сторона PaintNET. Здесь нет возможности открыть  больше одного рисунка (прямо как  в оригинальном Paint), вспомогательные  окна не объединяются в панели, панель инструментов, отвечающая за настройку  шрифта присутствует на экране постоянно.[2]

     Adobe Photoshop – это один из лучших растровых графических редакторов, он обладает богатым арсеналом всевозможных инструментов и фильтров. Графический редактор Photoshop одинаково почитают пользователи как IBM PC – совместимых компьютеров, так и компьютеров Macintosh.

     Перечислим  основные возможности этой программы:

     1. Обработка цифровых и отсканированных  фотоснимков, цветокоррекция, спецэффекты,  устранение различных дефектов  съемки.

     2. Возможность создания многослойного  изображения. При этом каждый  элемент иллюстрации может быть  сохранен в собственном, отдельном  слое, который может редактироваться  отдельно, перемещаться относительно  других слоев и т.д. 

     3. Фотомонтаж, составление коллажей.

     4. Ретуширование и восстановление  старых фотографий.

     5. Обработка эскизов, нарисованных  вручную. 

     6. Улучшенные инструменты для работы  с текстом. Используя различные  инструменты, эффекты и фильтры  можно получить очень интересные  эффекты. 

     7. Создание текстур для 3D моделей. 

     8. Создание графических элементов  дизайна и оформления для сайтов, документов, печати и полиграфии.

     9. Подготовка изображений к печати  или публикации в Интернете. 

     10. Поддержка различных стандартов  изображения (RGB, CMYK, Grayscale и т.д.);

     11. Поддержка различных графических  форматов, как растровых (BMP, JPEG, GIF), так и векторных (AI, CDR).

     12 Раскрашивание фотографий. Можно  подкрашивать участки изображения  на черно-белых фотографиях. 

     Photoshop тесно связан с другими программами  для обработки медиафайлов, анимации и другого творчества. Совместно с такими программами, как Adobe ImageReady (программа упразднена в версии CS3), Adobe Illustrator, Adobe Premiere, Adobe After Effects и Adobe Encore DVD, он может использоваться для создания профессиональных DVD, обеспечивает средства нелинейного монтажа и создания таких спецэффектов, как фоны, текстуры и т. д. для телевидения, кинематографа и всемирной паутины. Основной формат Photoshop, PSD, может быть экспортирован и импортирован во весь ряд этих программных продуктов.[7]

     GNU Image Manipulation Program или GIMP (рус. Гимп) — растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики и частичной поддержкой работы с векторной графикой. Типичные задачи, которые можно решать при помощи GIMP, включают в себя создание графики и логотипов, масштабирование и кадрирование фотографий, раскраска, комбинирование изображений с использованием слоёв, ретуширование и преобразования изображений в различные форматы.

• GIMP является свободным ПО;
• GIMP является высококачественным приложением для фоторетуши и позволяет создавать оригинальные изображения;
• GIMP является высококачественным приложением для создания экранной и веб-графики;
• GIMP является платформой для создания мощных и современных алгоритмов обработки графики учёными и дизайнерами;
• GIMP позволяет автоматизировать выполнение повторяющихся действий;
• GIMP легко расширяем за счёт простой установки дополнений.

В настоящее  время использование GIMP в коммерческом дизайне, полиграфии и фотографии сопряжено  с рядом сложностей, а во многих случаях и вовсе невозможно:

• нет поддержки плашечных цветов (и палитры Pantone — по лицензионным соображениям);
• нет полноценной поддержки цветовых моделей, CIELAB и CIE XYZ;
• нет поддержки режима 16 и более разрядов на цветовой канал;
• нет поддержки HDRi и операторов отображения тонов;
• нет процедурных (корректирующих) слоёв и эффектов (стилей) слоёв.

          Вот мы и описали наиболее  распространненые редакторы растровой  графики. И так как разница между растровой графикой и векторной уяснена, то дальше можно рассмотреть проблемы постройки объектов с помощью векторной графики.[2]

2.2.      Редакторы векторной  графики

      В настоящее время создано множество  пакетов иллюстративной графики, которые  содержат простые в применении, развитые и мощные инструментальные средства векторной графики, предназначенной  как для подготовки материалов к  печати, так и для создания страниц  в интернете.

      Для создания графического объекта потребуется  программа иллюстративной векторной  графики. Качество и полезность средств  векторной графики определяются главным образом возможностями  масштабирования.

      Пакеты  векторной или иллюстративной графики  всегда основывались на объектно-ориентированном  подходе, позволяющем рисовать контуры  объектов, а затем закрашивать  их или заполнять узорами. Вы можете очень точно воспроизводить эти  контуры, задавая любой размер, поскольку  они формируются при помощи математической модели из точек и кривых, а не как растровые изображения - в  виде сетки, заполненной прямоугольными пикселями.

         Если вчерашние пакеты векторной  графики позволяли только помещать  растровое изображение в ваш  файл, то с помощью современных  программ можно встраивать представленные  в растровой форме изображения,  изменять их размеры и даже  накладывать специальные эффекты  и маски. Это облегчает процесс  получения окончательного изображения  средствами многослойной графики  - объединением векторных и растровых  файлов необходимым, для создания  логотипов, печатных рекламных  объявлений и картинок для  Web.

Далее следует обзор наиболее известных  редакторов векторной графики.

      Corel Draw.  Пакет CorelDraw всегда производит сильное впечатлени. В комплект фирма Corel включила множество программ, в том числе Corel Photo-Paint. Новый пакет располагает бесспорно самым мощным инструментарием среди всех программ обзора, а при этом по сравнению с предыдущей версией интерфейс стал проще, а инструментальные средства рисования и редактирования узлов - более гибкими. Однако что касается новые функций, в частности подготовки публикаций для Web, то здесь CorelDraw  уступает CorelXara.

      Работа CorelDraw с цветами CMYK оставляет желать лучшего. Цвета файлов GIF и JPEG заметно  отличались от цветов, выводимых для  пробного отпечатка Matchprint, в то время  как пакет FreeHand воспроизводил одинаковые цвета на экране, в файлах Web и  на обоих принтерах.

      Художественные  возможности оформления текста в CorelDraw безупречны, а принимаемые по умолчанию  параметры для межбуквенных интервалов при размещении текста вдоль кривой не требуют настройки, исключающей  наложение букв, - в отличие от Canvas и FreeHand. Можно вырезать изображения, накладывать цветные фильтры и придавали растровым изображениям вид изогнутой страницы, используя двух- и трехмерные эффекты и внешние модули PhotoShop.

   Несмотря  на мощный инструментарий, CorelDraw грешит отдельными недостатками. Широкий набор  инструментальных средств делает CorelDraw исключительно удобным для рисования, но неестественный вид печатных страниц  и страниц Web ограничивает возможности  применения этого пакета. Если вы хотите получить от CorelDraw все, на что он способен, мы советуем подождать следующей  версии, регулярно проверять Web-узел фирмы Corel на наличие новых редакций и начать с телефонного звонка в службу технической поддержки, чтобы убедиться в правильности настройки средств цветокоррекции. [8]

   Adobe Illustrator. Ветеран векторной графики - пакет Illustrator - когда-то представлял собой выдающееся достижение в этой области и послужил моделью, которая легла в основу всех представленных в данном обзоре программ. Но с тех пор в каждом новом продукте появлялось какое-нибудь усовершенствование. К сожалению, сравнительно ограниченный набор средств пакета Illustrator не означает, что он прост в применении. Illustrator, в свое время проложивший путь остальным графическим пакетам, сегодня отошел на второй план. До тех пор пока Adobe серьезно не переделает его, мы рекомендуем поискать какой-нибудь другой пакет. Если же вы все еще работаете в Illustrator и созданными с его помощью файлами, рассмотрите FreeHand в качестве альтернативы.