Программы обработки и просмотра графических изображений
В данной курсовой работе раскрывается тема «Программы обработки и просмотра графических изображений».
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 моей 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.
Целью моей работы является рассмотреть конкретные, широко используемые программы для редактирования и просмотра графических изображений в наше время.
Задачи работы: 1)
1. Общие сведения о графической информации.
1.1. Понятие и виды компьютерной графики.
Компьютерная графика представляет собой одну из современных технологий создания различных изображений с помощью аппаратных и программных средств компьютера, отображения их на экране монитора и затем сохранения в файле или печати на принтере.
Компьютерная графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.
Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры.
Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить окончательный вид изделия. Архитекторы создают на экране монитора объемное изображение здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.
Виды компьютерной графики.
В растровой графике изображение представляется в виде набора окрашенных точек. Такой метод представления изображения называют растровым.
Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая точка закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок. Основным элементом растрового изображения является пиксел. Цвет каждого пиксела растрового изображения – черный, белый, серый или любой из спектра – запоминается с помощью комбинации битов. Чем больше битов используется для этого, тем большее количество оттенков цветов для каждого пиксела можно получить. Число битов, используемых компьютером для хранения информации о каждом пикселе, называется битовой глубиной или глубиной цвета.
Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художниками, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку.
Одним из достоинств растровой графики является ее простота. Растровое изображение имеет преимущества при работе с фотореалистичными объектами, например, сценами природы или фотографиями людей. Дело в том, что реальные объекты трудно представить в векторном виде. Фотореалистичность подразумевает, что в растровой программе можно получать живописные эффекты, например, туман или дымку, добиваться тончайших цветовых нюансов.
Недостатком является то, что растровые изображения занимают большое количество памяти. Существует так же проблема редактирования растровых изображений, так как большие растровые изображения занимают значительные массивы памяти, то для обеспечения работы функций редактирования таких изображений потребляются так же значительные массивы памяти и другие ресурсы компьютера.
Векторный метод - это метод представления изображения в виде совокупности отрезков и дуг и т. д. В данном случае вектор - это набор данных, характеризующих какой-либо объект.
В векторной графике для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул для описания объектов. Это позволяет различным устройствам компьютера, таким как монитор и принтер, при рисовании этих объектов вычислять, где необходимо помещать реальные точки.
Векторную графику часто называют объектно-ориентированной или чертежной графикой. Имеется ряд простейших объектов, или примитивов, например: эллипс, прямоугольник, линия. Эти примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений.
Векторная графика в сравнении с растровой имеет следующие преимущества:
- простота маштабирования изображения без ухудшения его качества;
- независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения, от выбранной цветовой модели.
Недостатком векторных изображений является их некоторая искусственность, заключающаяся в том, что любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющие его примитивов.
Растровая и векторная графика существуют не обособленно друг от друга. Так, векторные рисунки могут включать в себя и растровые изображения. Кроме того, векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга – в этом случае говорят о конвертации графических файлов в другие форматы. Достаточно просто выполняется преобразование векторных изображений в растровые. Не всегда осуществимо преобразование растровой графики в векторную, так как для этого растровая картинка должна содержать линии, которые могут быть идентифицированы программой конвертации (типа CorelTrace в составе пакета CorelDraw) как векторные примитивы. Это касается, например, высококачественных фотографий, когда каждый пиксел отличается от соседних.
Основные области применения компьютерной графики:
- Научная графика - первые компьютеры использовались лишь для решения научных и производственных задач. Чтобы лучше понять полученные результаты, производили их графическую обработку, строили графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций. Первые графики на машине получали в режиме символьной печати. Затем появились специальные устройства - графопостроители (плоттеры) для вычерчивания чертежей и графиков чернильным пером на бумаге. Современная научная компьютерная графика дает возможность проводить вычислительные эксперименты с наглядным представлением их результатов.
- Деловая графика - область компьютерной графики, предназначенная для наглядного представления различных показателей работы учреждений. Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки - вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы. Программные средства деловой графики включаются в состав электронных таблиц.
- Конструкторская графика используется в работе инженеров-конструкторов, архитекторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом САПР (систем автоматизации проектирования). Средствами конструкторской графики можно получать как плоские изображения (проекции, сечения), так и пространственные трехмерные изображения.
- Иллюстративная графика - это произвольное рисование и черчение на экране компьютера. Пакеты иллюстративной графики относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.
- Художественная и рекламная графика - ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации. Графические пакеты для этих целей требуют больших ресурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличительной особенностью этих графических пакетов является возможность создания реалистических изображений и "движущихся картинок". Получение рисунков трехмерных объектов, их повороты, приближения, удаления, деформации связано с большим объемом вычислений. Передача освещенности объекта в зависимости от положения источника света, от расположения теней, от фактуры поверхности, требует расчетов, учитывающих законы оптики.
- Компьютерная анимация - это получение движущихся изображений на экране дисплее. Художник создает на экране рисунке начального и конечного положения движущихся объектов, все промежуточные состояния рассчитывает и изображает компьютер, выполняя расчеты, опирающиеся на математическое описание данного вида движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.
1.2 Разрешение изображения.
Разрешение — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины).
Термин обычно применяется к изображениям в цифровой форме, хотя его можно применить, например, для описания уровня грануляции фотопленки, фотобумаги или иного физического носителя. Более высокое разрешение (больше элементов) типично обеспечивает более точные представления оригинала.
Как правило, разрешение в разных направлениях одинаково, что даёт пиксель квадратной формы. Но это не обязательно — например, горизонтальное разрешение может отличаться от вертикального, при этом элемент изображения (пиксель) будет не квадратным, а прямоугольным.
Растровая графика.
Ошибочно под разрешением понимают размеры фотографии, экрана монитора или изображения в пикселях. Размеры растровых изображений выражают в виде количества пикселов по горизонтали и вертикали, например: 1600×1200. В данном случае это означает, что ширина изображения составляет 1600, а высота — 1200 точек (такое изображение состоит из 1 920 000 точек, то есть примерно 2 мегапикселя). Количество точек по горизонтали и вертикали может быть разным для разных изображений. Изображения, как правило, хранятся в виде, максимально пригодном для отображения экранами мониторов — они хранят цвет пикселов в виде требуемой яркости свечения излучающих элементов экрана (RGB), и рассчитаны на то, что пикселы изображения будут отображаться пикселами экрана один к одному. Это обеспечивает простоту вывода изображения на экран.
При выводе изображения на поверхность экрана или бумаги, оно занимает прямоугольник определённого размера. Для оптимального размещения изображения на экране необходимо согласовывать количество точек в изображении, пропорции сторон изображения с соответствующими параметрами устройства отображения. Если пикселы изображения выводятся пикселами устройства вывода один к одному, размер будет определяться только разрешением устройства вывода. Соответственно, чем выше разрешение экрана, тем больше точек отображается на той же площади и тем менее зернистой и более качественной будет ваша картинка. При большом количестве точек, размещённом на маленькой площади, глаз не замечает мозаичности рисунка. Справедливо и обратное: малое разрешение позволит глазу заметить растр изображения. Высокое разрешение изображения при малом размере плоскости отображающего устройства не позволит вывести на него всё изображение, либо при выводе изображение будет “подгоняться”, например для каждого отображаемого пиксела будут усредняться цвета попадающей в него части исходного изображения. При необходимости крупно отобразить изображение небольшого размера на устройстве с высоким разрешением приходится вычислять цвета промежуточных пикселей. Изменение фактического количества пикселей изображения называется Передискретизация, и для неё существуют целый ряд алгоритмов разной сложности.
При выводе на бумагу такие изображения преобразуются под физические возможности принтера: проводится цветоделение, масштабирование и растеризация для вывода изображения красками фиксированного цвета и яркости, доступными принтеру. Принтеру для отображения цвета разной яркости и оттенка приходится группировать несколько меньшего размера точек доступного ему цвета, например один серый пиксел такого исходного изображения, как правило, на печати представляется несколькими маленькими чёрными точками на белом фоне бумаги. В случаях, не касающихся профессиональной допечатной подготовки, этот процесс производится с минимальным вмешательством пользователя, в соответствии с настройками принтера и желаемым размером отпечатка. Изображения в форматах, получаемых при допечатной подготовке и рассчитанные на непосредственный вывод печатающим устройством, для полноценного отображения на экране нуждаются в обратном преобразовании.
Для обозначения разрешающей способности различных процессов преобразования изображений (сканирование, печать, растеризация и т. п.) используют следующие термины:
dpi (англ. dots per inch) — количество точек на дюйм.
ppi (англ. pixels per inch) — количество пикселей на дюйм.
lpi (англ. lines per inch) — количество линий на дюйм, разрешающая способность графических планшетов (дигитайзеров).
spi (англ. samples per inch) — количество сэмплов на дюйм.
Для векторных изображений, в силу принципа построения изображения, понятие разрешения неприменимо.
Разрешение устройства.
Разрешение устройства описывает максимальное разрешение изображения, получаемого с помощью устройства ввода или вывода.
Разрешение принтера, обычно указывают в dpi.
Разрешение сканера изображений указывается в ppi (количество пикселей на один дюйм), а не в dpi.
Разрешением экрана монитора обычно называют размеры получаемого на экране изображения в пикселах: 800×600, 1024×768, 1280×1024, подразумевая разрешение относительно физических размеров экрана, а не эталонной единицы измерения длины, такой как 1 дюйм. Для получения разрешения в единицах ppi данное количество пикселов необходимо поделить на физические размеры экрана, выраженные в дюймах. Двумя другими важными геометрическими характеристиками экрана являются размер его диагонали и соотношение сторон.
Разрешение матрицы цифровой фотокамеры, так же как экрана монитора, характеризуется размером (в пикселах) получаемых изображений, но в отличие от экранов, популярным стало использование не двух чисел, а округлённого суммарного количества пикселов, выражаемое в мегапикселах. Говорить о фактическом разрешении матрицы можно лишь учитывая её размеры. Говорить о фактическом разрешении получаемых изображений можно либо в отношении устройство вывода — экранов и принтеров, либо в отношении сфотографированных предметов, с учётом их перспективных искажений при съёмке и характеристик объектива.
2. Обзор современных программ обработки и просмотра графических изображений.
2.1. Обзор возможностей программ Paint, Adobe Photoshop, Corel Draw.
Для обработки графики, картинок, фотографий и других цифровых изображений создано множество программ - графических редакторов. И далее в своей работе я расскажу о самых распространенных редакторах как – Paint, Adobe Photoshop, Corel Draw.
Графический редактор Paint.
Paint - простой однооконный графический редактор, который позволяет создавать и редактировать достаточно сложные рисунки. Окно графического редактора Paint имеет стандартный вид.
(Рис.1).
Рисунок 1. Диалоговое окно графического редактора Paint .
Графический редактор Paint ориентирован на процесс “рисования” изображения и комбинирования готовых фрагментов, а не на обработку (“доводку”) готовых изображений, таких как отсканированные фотографии.
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.
Основные возможности Paint.
- Проведение прямых и кривых линий различной толщины и цвета.
- Использование кистей различной формы, ширины и цвета.
- Построение различных фигур - прямоугольников, многоугольников, овалов, эллипсов - закрашенных и не закрашенных.
- Помещение текста на рисунок.
- Использование преобразований - поворотов, отражений, растяжений и наклона.
- Запуск и элементы окна. Начало и завершение работы с Paint.
В меню настройки инструментов можно выбрать выделение с фоном, или без фона. Команда «Отменить» возвращает рисунок в то состояние, которое было до того, как вы выполнили неудачное действие (Правка – Отменить). Отменить можно не более трех последних действий!
Инструмент «Масштаб» используют, чтобы увидеть в деталях компьютерный рисунок. Команду меню Вид - Масштаб - Показать сетку. Рабочее поле станет похоже на клеточный лист, где каждая клеточка будет обозначать один пиксель. Если хотите одновременно видеть и увеличенное, и обычное изображение, используйте команду Вид - Масштаб - Показать эскиз.
Таким образом, мы видим, что Paint является простейшим графическим редактором, он больше ориентирован на процесс рисования изображения и комбинирования готовых фрагментов, а не на обработку готовых изображений, таких как отсканированные фотографии, поэтому ограничивать себя знанием только этой программы не возможно.
Графический редактор Adobe Photoshop.
Photoshop фирмы Adobe многооконный графический редактор позволяет создавать и редактировать сложные рисунки, а также обрабатывать графические изображения (фотографии).
Adobe Photoshop – это один из лучших растровых графических редакторов, он обладает богатым арсеналом всевозможных инструментов и фильтров. На (рис. 2) представленн вид диалогового окна Adobe Photoshop.
Рисунок 2. Диалоговое окно графического редактора Adobe Photoshop .
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. Раскрашивание фотографий. Можно подкрашивать участки изображения на черно-белых фотографиях.
6. Обработка эскизов, нарисованных вручную.
7. Улучшенные инструменты для работы с текстом. Используя различные инструменты, эффекты и фильтры можно получить очень интересные эффекты.
8. Создание текстур для 3D моделей.
9. Создание графических элементов дизайна и оформления для сайтов, документов, печати и полиграфии.
10. Подготовка изображений к печати или публикации в Интернете.
Для овладения всеми возможностями данной программы необходимы значительные усилия. Большинство пользователей применяют лишь ограниченный набор приемов, которых достаточно для решения собственных задач.
Инструменты рисования в программе Adobe Photoshop – «кисти» различного вида, «карандаш», «ластик», заливки. Хотя программа поддерживает возможность создания иллюстраций, все-таки компьютерные художники предпочитают использовать специализированные программы рисования. Объясняется это тем, что данная программа имеет сравнительно ограниченный набор средств для создания рисунков. С другой стороны, программа обладает прекрасными возможностями коррекции изображений, так как она создавалась именно для этих целей.
Механизм выделения областей.
Прежде чем приступить к редактированию какого-либо фрагмента изображения, необходимо сначала выделить этот фрагмент, т. е пометить границы области, которую вы хотите о редактировать. Чтобы выделить часть изображения в программе рисования, надо окружить ее контуром выделения, или, другими словами, выделить область, тем самым вы подскажете Photoshop, к какой части изображения должны применяться ваши команды редактирования Контур выделения имеет вид "бегущей" пунктирной линии, названной ''марширующими муравьями".
Видимые контуры выделенных областей часто помогают редактировать отдельные объекты, но они загромождают рисунок. Если вы не любите отображать их на экране, нажмите <Ctrl+H> и они исчезнут.
В Photoshop предусмотрено огромное количество инструментов создания контуров выделения, которые перечислены в приведенном ниже списке. (Рис.3)
Рисунок 3. Photoshop оснащен неимоверным числом инструментов создания контуров выделения.
Панель инструментов.
Для того чтобы активизировать инструмент, пиктограмма которого в данный момент видна на экране, щелкните по ней. Рядом с некоторыми пиктограммами расположена маленькая стрелочка. Если по ней щелкнуть, раскроется всплывающая палитра, где можно выбрать инструмент, входящий в ту же группу
Панель инструментов содержит в себе:
Инструменты для выделения области геометрической формы
Инструменты для выделения области произвольной формы (лассо, волшебная палочка)
Инструменты для устранения дефектов изображений (лечащая кисть, вставка)
Инструменты клонирования (штамп, штамп модели)
Инструменты стирания ( ластик, фоновый ластик, волшебный ластик)
Инструменты, контролирующие четкость границ изображения (размывание, резкость, палец)
Инструменты прямого выделения (прямой выбор, выделение пути)
Инструменты для работы с контурами (перо, свободное перо, добавление и удаление точки зацепления)
Инструменты для создания примечаний (заметки, звуковые заметки)
Инструменты для работы с ломтиками (фрагмент выбор фрагмента)
Инструменты рисования (кисть, карандаш)
Инструменты для работы с историей создания изображения (кисть, узорчатая кисть)
Инструменты заливки (ведро, градиент)
Инструменты для осветления и затемнения изображений (осветление, затемнение ,губка)
Инструменты для работы с текстом
Векторные инструменты рисования (прямоугольник, эллипс, полигон, скругленный прямоугольник, линия, форма пользователя)
Инструменты для работы с цветом, углами и расстояниями (пипетка, проба цвета, измерение)
Инструменты для изменения режима просмотра изображений (лупа, рука)
Палитры.
Многие операции, производимые в программе Photoshop, выполняются с помощью палитр, которые можно перемещать. Для того чтобы не занимать большое пространство на экране, палитры по умолчанию соединены в группы: Navigator/Info (Навигация/Информация),Color/
Некоторые палитры открываются щелчком по кнопке Туре на панели опций, например Character/Paragraph при выбранном инструменте Туре (Текст). Для того чтобы свернуть/развернуть палитру, необходимо дважды щелкнуть по ее имени или один раз по соответствующей кнопке, расположенной в верхнем правом углу окна. Если размер палитры отличается от установленного по умолчанию, сначала щелкните по кнопке Minimize, чтобы восстановить размер палитры по умолчанию, затем щелкните еще раз, чтобы свернуть палитру.
