МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ 

ФГОУ  ВПО "ВОРОНЕЖСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ  К.Д. ГЛИНКИ" 

Кафедра информационного  обеспечения 

и моделирования агроэкономических  систем 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

на  тему: "Графическая информация и средства ее обработки". 
 
 
 

                                                                                      Выполнил: студент Э-2

                                                                                      заочной формы обучения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление

Введение

     Современный мир немыслим без компьютерной обработки  графической информации. Практика показывает, что арсенал компьютерной графики активно проникает во все новые области знаний и практической деятельности. Специалисты в этих областях постоянно осваивают новый программный инструментарий, овладевают современными приемами построения и модификации изображений. Информационные технологии играют важнейшую роль во всех сферах жизни человечества. Интеграция в единой системе компьютерной графики отдельных компьютеров, сетей и систем машинного зрения открыла новые пути отображения информации и организации взаимодействия человека и машины. Компьютерная графика – это область информатики, в сферу интересов которой входят все аспекты формирования изображений с помощью компьютеров. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений. Фундаментом большинства приложений компьютерной графики являются математические методы, особенно геометрия и способы преобразования.

     Сегодня компьютерная графика – практический, надежный, эффективный и широко доступный  инструмент. Во многих своих прикладных областях – это искусство, а компьютеры и программы – всего лишь технический арсенал этого искусства. Однако пренебрежение освоением этого арсенала – непозволительная роскошь для любого кто должен пользоваться компьютерной графикой для решения своих профессиональных задач.

     Компьютерная графика изучает методы построения изображений различных геометрических объектов и сцен. Ее можно рассматривать как искусство создания реалистичной иллюзии действительного мира. Развитие компьютерной графики невозможно без знания фундаментальных дисциплин – алгебры и аналитической геометрии, оптики, физики и программирования.

     Текст в компьютере всегда останется текстом, то в работе с изображениями компьютер даст вам такую творческую свободу и откроет перед вами такие возможности, которые в докомпьютерную эпоху трудно было даже вообразить.

     Визуализация - это, естественная, исходная база развития человека, начиная с раннего детства. Поэтому, пространственное воображение является фундаментальной компонентой профессиональной деятельности не только в технике, архитектуре, но и в науке, бизнесе и банковском деле.

     Без компьютерной графики невозможно представить  себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. Визуализация данных находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности. Для примера назовем медицину (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки.

     В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на растровую, векторную и фрактальную.

     Отдельным предметом считается трехмерная (3D) графика, изучающая приемы и методы построения объемных моделей объектов в виртуальном пространстве. Как правило, в ней сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

     Особенности цветового охвата характеризуют  такие понятия, как черно-белая  и цветная графика. На специализацию  в отдельных областях указывают  названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие.

     Цель  работы: рассмотреть технологию обработки  графической информации.

Задачи  работы:

• Рассмотреть понятие информационной технологии;
• Рассмотреть виды компьютерной графики:
• "Растровая графика",
• "Векторная графика",
• "Цветовое разрешение и цветовые модели";
• Рассмотреть виды и назначение графического программного обеспечения:
• "Графические возможности текстовых процессоров",
• "Растровые редакторы",
• "Векторные редакторы",
• Провести сравнительный анализ графического программного обеспечения;
• Рассмотреть растровый редактор Adobe Photoshop.

1.Глава  1. Общие сведения  о графической  информации

1.1 Векторная графика

     Итак, начинаем знакомство с векторной  графикой. Графика бывает двух типов - векторная и растровая. Что же такое векторная графика? В чем преимущества и недостатки вектора?

     Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами.

     Преимущества  векторного способа описания графики  над растровой графикой

     Размер, занимаемой описательной частью, не зависит  от реальной величины объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать сколько угодно раз большой объект файлом минимального размера.

     В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, можно бесконечно увеличить графический примитив, например, дугу окружности, и она останется гладкой. С другой стороны, если кривая представлена в виде ломаной линии, увеличение покажет, что она на самом деле не кривая.

     Параметры объектов хранятся и могут быть легко  изменены. Также это означает что  перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшат качества рисунка. Более того, обычно указывают  размеры в аппаратно-независимых  единицах (англ. device-independent unit), которые ведут к наилучшей возможной растеризации на растровых устройствах.

     При увеличении или уменьшении объектов толщина линий может быть задана постоянной величиной, независимо от реального  контура.

     Можно сказать, что векторная графика - это рисунок, сделанный цветными карандашами, в то же время растровую графику можно сопоставить с фотографическим изображением.

     Фундаментальные недостатки векторной графики.

     Не  каждый объект может быть легко изображен  в векторном виде — для подобного  оригинальному изображению может потребоваться очень большое количество объектов и их сложности, что негативно влияет на количество памяти, занимаемой изображением, и на время для его отображения (отрисовки).

     Перевод векторной графики в растр  достаточно прост. Но обратного пути, как правило, нет — трассировка растра, при том что требует значительных вычислительных мощностей и времени, не всегда обеспечивает высокое качества векторного рисунка.

     Векторные операции

     Векторные графические редакторы, типично, позволяют вращать, перемещать, отражать, растягивать, скашивать, выполнять основные аффинные преобразования над объектами, изменять z-order и комбинировать примитивы в более сложные объекты.

     Более изощрённые преобразования включают булевы операции на замкнутых фигурах: объединение, дополнение, пересечение и т. д.

     Векторная графика идеальна для простых  или составных рисунков, которые должны быть аппаратно-независимыми или не нуждаются в фотореализме. К примеру, PostScript и PDF используют модель векторной графики.

Editor и др.

     Векторные графические редакторы предназначены для профессиональной работы с художественными и техническими иллюстрациями; они широко используются дизайнерскими студиями разного рода. Эти программы обладают широким набором средств для построения и сложной обработки изображений, их размещения, трансформации, заливки разными цветами и создания спецэффектов (освещения, затенения, перспективы, иллюзии трехмерного изображения и т.д.). Они позволяют также произвольным образом размещать текст различных шрифтов и окрасок, формировать из него блоки и фигуры требуемой формы. Не удивительно, что эти возможности широко используются в издательском и рекламном деле.

     В настоящее время наиболее популярными  векторными редакторами являются CorelDraw, Adobe Illustrator, Aldus Free Hand, Professional Draw и др.

     Фирма Adobe, которой принадлежит язык PostScript, разработала также первый векторный  графический редактор Adobe Illustrator, для  которого PostScript был стандартным  форматом файлов. Однако долгие годы сохранявшееся монопольное положение этого формата сыграло с ним злую шутку: тот факт, что он стал стандартным входным форматом появившихся к тому времени лазерных принтеров и фотонаборных автоматов, практически затормозил его развитие, так как зашитое в принтер программное обеспечение, в отличие от программы, установленной на компьютере, не так-то просто обновить. В результате уже к началу 90-х PostScript стал узким местом и Adobe Illustrator, и векторных редакторов других фирм, - которые могли бы реализовать, к примеру, частичную прозрачность объектов, но не решались сделать это из боязни потерять совместимость с PostScript.

     В последнее время, однако, избавившись  от гипноза PostScripts, векторные форматы развиваются очень бурно - являясь по самой своей природе "сборниками абстракций", они легко заимствуют подходящие идеи из соседних областей. Некоторые из этих форматов двигаются в направлении поддержки сложных многостраничных документов с элементами логической разметки, а программы для работы с ними все больше походят на системы верстки. Другие вводят элементы анимации, мультимедиа и интерактивности. Все это сопровождается развитием собственно векторной основы графики, изобретением все новых свойств объектов и трансформаций для работы с ними. Конечно, векторные эффекты еще не столь многочисленны, как растровые, но они позволяют иногда добиться в векторной графике, при сохранении всех присущих ей достоинств, таких вещей, которые до недавнего времени казались прерогативой только и исключительно растра.

     Тем не менее, среди реально применяемых в Интернете векторных форматов уже есть свои лидеры. У дизайнеров популярен формат Shockwave Flash фирмы Macromedia, замечательный своими богатыми интерактивными и анимационными возможностями (один из предков Flash - профессиональный пакет компьютерной анимации Macromedia Director). Приспособленный специально для Интернета, формат этот поддерживает гипертекстовые ссылки, а в дополнение к своей врожденной векторной нетребовательности пользуется сжатием информации утилит-архиваторов. Для просмотра этого формата в браузере нужен подключаемый модуль (plug-in), бесплатно распространяемый фирмой Macromedia. Для отдельных анимированных вставок использовать Flash вряд ли целесообразно, однако существуют сайты, целиком построенные на этой технологии (например, www.oiympic.org).

     Для статических текстовых документов популярен формат PDF (Portable Document Format, "Переносимый формат документов") фирмы Adobe, разработанный на основе PostScript со сжатием данных, обязательным инкапсулированием растровой графики и шрифтов и с возможностью использования гипертекстовых ссылок и интерактивных форм. Хотя графические возможности PDF ничуть не богаче, чем у PostScript, формат этот удобен для выкладывания в Интернете рекламных брошюр, проспектов, журнальных статей и прочих материалов, либо существовавших ранее в виде бумажных копий, либо предназначенных для распечатывания пользователем. Особенно удобно то, что формат PDF не привязан к какой-то одной графической программе и системе верстки: печатать на PostScript-принтерах и, следовательно, давать на выходе Postscript умеют все программы без исключения, а конвертация из PostScript в PDF - процедура полностью автоматическая. Программа для чтения этого формата под названием Acrobat Reader распространяется бесплатно и существует как в виде подключаемого модуля для браузера, так и в виде самостоятельного приложения. Консорциум W3 готовит стандарт "языка векторной разметки" VML (Vector Markup Language), использующего синтаксис XML и семантику CSS2 для описания векторных объектов. Относительная примитивность этого языка искупается тем, что для реализации его в современных браузерах не потребуется много усилий, так как VML максимально использует набор свойств элементов разметки и механизм абсолютного позиционирования CSS2. Поэтому вполне можно надеяться на то, что язык этот сможет найти свою нишу в современном Интернете.

     Особую  разновидность векторной графики  представляют трехмерные форматы, из которых  самый известный и чаще всего  встречающийся в Интернете - язык VRML (Virtual Reality Modelling Language, "Язык моделирования виртуальной реальности"). Описываемые трехмерным форматом сцены состоят, как и векторные изображения, из математически описанных объектов, - с той только разницей, что все их точки имеют по три пространственных координаты (а в форматах с поддержкой анимации - еще и четвертую, временную координату). Кроме обычных объектов, сцены могут содержать разноцветные и произвольно размещаемые источники освещения, а программа-интерпретатор покажет вам сцену с любой точки и даже позволит зайти внутрь и "побродить" между объектами. Интерактивная трехмерная графика как метод представления информации грозилась одно время занять место в арсенале приемов профессионального веб-дизайна, однако ничего подобного так и не произошло - трехмерность остается любимой игрушкой непрофессионалов, но для создания в этом жанре вещей, интересных с художественной точки зрения, время, по-видимому, еще не пришло.

1.2 Растровая графика

     Итак, начинаем знакомство с растровой  графикой.

     Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или точек цветов (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах.

     Важными характеристиками изображения являются:

     количество  пикселей - разрешение. Может указываться отдельно количество пикселей по ширине и высоте (1024*768, 640*480,...) или же, редко, общее количество пикселей (часто измеряется в мегапикселях);

     количество  используемых цветов или глубина  цвета (эти характеристики имеют  следующую зависимость: N = 2I, где N - количество цветов, а I - глубина цвета);

     цветовое  пространство (цветовая модель) RGB, CMYK, XYZ, YCbCr и др.

     Растровую графику редактируют с помощью  растровых графических редакторов. Создается растровая графика фотоаппаратами, сканерами, непосредственно в растровом редакторе, также путем экспорта из векторного редактора или в виде скриншотов.

     Достоинства:

     Растровая графика позволяет создать (воспроизвести) практически любой рисунок, вне  зависимости от сложности, в отличие, например, от векторной, где невозможно точно передать эффект перехода от одного цвета к другому без потерь в размере файла.

     Распространённость  — растровая графика используется сейчас практически везде: от маленьких значков до плакатов.

     Высокая скорость обработки сложных изображений, если не нужно масштабирование.

     Растровое представление изображения естественно  для большинства устройств ввода-вывода графической информации, таких как мониторы (за исключением векторных), матричные и струйные принтеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

     Недостатки:

     Большой размер файлов с простыми изображениями.

     Невозможность идеального масштабирования.

     Невозможность вывода на печать на плоттер.

     Из  за этих недостатков для хранения простых рисунков рекомендуют вместо даже сжатой растровой графики использовать векторную графику.

     Форматы:

     Растровые изображения обычно хранятся в сжатом виде. В зависимости от типа сжатия может быть возможно или невозможно восстановить изображение в точности таким, каким оно было до сжатия (сжатие без потерь или сжатие с потерями соответственно). Так же в графическом файле может храниться дополнительная информация: об авторе файла, фотокамере и её настройках, количестве точек на дюйм при печати и др.

     Растровое (bitmap) представление графики можно  рассматривать как "вырожденную" разновидность векторного, в которой допустим только один вид объектов: расположенные в прямоугольной решетке разноцветные квадратики, называемые пикселами. Однако если на векторном изображении мы видим именно те объекты, из которых оно состоит, то в растре вместо отдельных пикселов мы воспринимаем целостную картину, в которую пиксели складываются уже в нашем сознании. Главное преимущество растра состоит в его абсолютной свободе: пиксель изображения может быть любым - пусть его изменения ограничены только одной координатой (цветом), он не обязан подчиняться каким-то математическим формулам или "помнить" об очертаниях того объекта в изображении, которому он принадлежит. Разница между вектором и растром напоминает отличие студийной записи от "живого" концерта. Студийная мастер-копия сохраняет на отдельных дорожках партию каждого инструмента; как и векторное изображение, ее можно "переводить", сколько угодно преобразуя, сдвигая, выбрасывая отдельные звуковые слои и добавляя новые. Концертная же запись и растровая картинка если и поддаются обработке и "приглаживанию", то лишь с помощью хитроумных фильтров. За эту негибкость вы получаете взамен в музыке - характерную экспрессию и "живую" фактуру звука, а в компьютерном растре - богатство текстур и некоторые принципиально недостижимые в векторе эффекты.

     Интересное  следствие этой концептуальной простоты - относительно небольшое количество используемых растровых форматов. Сейчас в этой области уже вряд ли можно придумать что-нибудь принципиально новое. Большинство растровых форматов, которые, как и векторные, начинали свою историю в качестве фирменных форматов той или иной программы, давно уже зажили собственной жизнью и кажутся теперь одинаково "родными" всем существующим растровым редакторам (а, следовательно, нет никакой нужды выходить за пределы двух-трех общеупотребительных форматов). Из векторных форматов настолько же "обобществленным" сумел стать разве что PostScript, но и для него не редкость ситуация, когда записанный в одной программе PostScript-файл отказывается считываться в другой, - что невозможно себе представить для формата растрового.

     На  все четыре стороны. Экзотическая разновидность  растровой графики - панорамные форматы, хранящие не двумерную картинку, а  полный круговой обзор из некоторой  точки, "склеенный" из нескольких снимков широкоугольным фотоаппаратом. Для просмотра такой панорамы нужно либо распечатать и свернуть ее в кольцо, либо (что, конечно, гораздо удобнее) "прокручивать" специальной программой, компенсирующей искажения, возникающие при проецировании кругового изображения на плоский экран. Некоторые из этих форматов дают не только панорамный, но и сферический обзор, включающий вид "в зенит" и "под ноги". Такими панорамами пользуется, к примеру, фирма Toyota для показа потенциальным клиентам интерьера своих автомобилей.

1.3 Демонстрационная графика (презентации)

     Демонстрационная  графика связана с динамическими  объектами. В технологии изображения динамических объектов используют три основных способа: рисование-стирание, смена кадров (страниц), динамические образы.

     Первоначально показ слайдов (диапозитивов) понимался буквально как поочередное проецирование на большой экран фотографий, изготовленных в этом формате. Альтернативным методом является проецирование рисунков, сделанных вручную или перенесенных на прозрачную пленку.

     В наше время программы демонстрационной графики позволяют использовать компьютер для создания слайдов (иногда их называют pages), содержащих текст, графику и художественно выполненные клипы. Применение компьютера для создания демонстрационных материалов имеет два главных преимущества:

     • Автоматизируется процесс создания текста и диаграмм, так что любой  может быстро и легко создавать  привлекательные слайды.

     • Появляется возможность просмотра  слайдов в разных форматах: в виде распечаток, на экране и т.д., так  что вы можете использовать слайды в различных деловых целях.

     Программы демонстрационной графики, подобные PowerPoint 4.0 для Windows, которая приведена на этом рисунке, позволяют создавать  слайды, содержащие текст, диаграмм мы и рисунки.

     Можно добавить рисунок, чтобы сделать более интересным показ слайдов.

     Крупный заголовок, поясняющий его содержание.

     Программа выполнила большую часть работы по представлению этих данных в виде диаграммы.

     Что может быть сделано с помощью  программ демонстрационной графики. Разумеется, можно готовить традиционные деловые демонстрации и показывать слайды с помощью проектора, поясняя данные на каждом слайде. К счастью, вы не ограничены только традиционным подходом.

     Если  вы разъезжаете с переносным компьютером, используйте и его для презентаций товаров. Если вы отвечаете за обучение персонала, подготовьте информационные слайды для показа их на экране монитора новым сотрудникам.

     Создайте  для показа слайдов самозапускающуюся  программу, совместимую с любым компьютером независимо от того, установлена ли на нем программа демонстрационной графики или нет.

     Озвучьте  показ слайдов, используя мультимедиа.

     Обычно  демонстрация с использованием мультимедиа  требует наличия звуковой платы, дисковода GD-ROM и звуковых колонок.

     Используйте возможности выделения информации цветом, яркостью или подчеркиванием при демонстрации слайдов.

     Как начать показ слайдов:

     При создании демонстрационного файла, вы с помощью шаблона сначала  выбираете, как будет выглядеть  слайд. Шаблон устанавливает по умолчанию  цвета, поля и другие параметры для созданных слайдов показа. Это избавит вас от необходимости устанавливать цвета и другие параметры для каждого слайда в отдельности. Большинство программ демонстрационной графики содержит не менее дюжины разных шаблонов.

     Единственное  ограничение на количество демонстрационных файлов — свободное пространство на вашем жестком диске.

     Большинство программ демонстрационной графики  предлагают десятки или более  вариантов шаблонов для показа слайдов. Шаблон определяет цвет фона слайда и  цвет фоновой графики. Он также задает шрифты и цвет текста на слайде. Наконец, он управляет оформлением графики, включая и то, как должны быть помечены разные части графика. Шаблон гарантирует согласованность разных слайдов в вашей демонстрации. Без всяких усилий вы выглядите профессионалом. А когда вы станете настоящим профессионалом, можно будет создавать и сохранять собственные шаблоны.

     На  каждом слайде есть диаграмма. На диаграммах имеются текст, данные и графика  в разных сочетаниях. Каждая комбинация этих элементов называется макетом слайда (иногда — типом диаграммы). Наряду с шаблонами показа слайдов, любая программа демонстрационной графики поставляется с несколькими заранее изготовленными макетами слайдов. Вам достаточно выбрать нужный макет, и программа представит слайд с незаполненными областями экрана для размещения ваших данных.

     Такие заготовки предназначены для  рутинной работы. Вы сможете составить слайд и из разрозненных элементов, определив размещение текста, рисунка или клипа по своему усмотрению.

     Диалоговое  окно New Slide (Новый Слайд) в PowerPoint позволяет  выбрать комбинацию элементов, которые составляют слайд. 1 — Выберите нужную заготовку, щелкнув на ней, а затем на кнопке ОК.

     После выбора макета слайда программа открывает  главное окно, в которое выводится ваш новенький слайд. После того как вы создали слайд, возникает необходимость добавить его в демонстрационный файл. Обычно это дело одного щелчка на пиктограмме, похожей на ту, что помещена рядом с этим параграфом (из программы PowerPoint). В противном случае надо выбрать команду вставки нового слайда.

     Разработка  плана показа слайдов аналогична работе в текстовом редакторе. Это окно просмотра можно использовать для буксировки слайда на новую позицию в плане показа слайдов.

     Презентация представляет сочетание компьютерной анимации, графики, видео, музыки и звукового ряда, которые организованы в единую среду. Как правило, презентация имеет сюжет, сценарий и структуру, организованную для удобного восприятия информации.

     Отличительной особенностью презентации является её интерактивность, то есть создаваемая для пользователя современными компьютерными средствами возможность взаимодействия с изображением.

     Формы презентации могут быть самые  разные: на выставочном стенде, при  контакте с покупателем при личной продаже или в магазине, в лекционной аудитории, по телевидению или радио и т.д. В любом случае презентация - это коммуникационный процесс со всеми его основными элементами.

     Презентация - это обычно рекламный или информационный инструмент, позволяющий пользователю активно взаимодействовать с ним через меню управления.

     Презентация обычно содержит в себе текст, иллюстрации  к нему и выдержана в едином графическом стиле.