Графические редакторы. 12

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.

Понятие компьютерной графики.

Представление графической информации в компьютере.

Графические форматы.

Графические редакторы.

Векторная графика.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

Работа с компьютерной графикой - одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера. Без нее не обходится ни одна современная мультимедийная программа. Необходимость широкого использования графических программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета. Потребность в разработке привлекательных Web-страниц во много раз превышает возможности художников и дизайнеров, которым можно было бы поручить эту работу. В связи с этим современные графические средства разрабатываются с таким расчетом, чтобы не только дать удобные инструменты профессиональным художникам и дизайнерам, но и предоставить возможность для продуктивной работы и тем, кто не имеет необходимых профессиональных навыков и врожденных способностей к художественному творчеству.

На рынке профессиональных графических программ до настоящего времени традиционно лидировали три компании — Adobe, Corel и MetaCreations. Последняя ушла со сцены в 2000 году, в то время как два других мощных конкурента лишь упрочили свои позиции, выпустив новые версии своих популярных программ.

Corel Corporation, канадская корпорация, ведущий мировой разработчик программных средств, офисных и графических приложений для персонального компьютера. Основана в 1985 году Майклом Кауплендом. CorelDraw – профессиональный пакет для создания векторных иллюстраций с возможностями редактирования текста, макетирования и подготовки Интернет-публикаций (с многоязыковой поддержкой).

Программы векторной или, по-другому, контурной графики работают с объектами, которые могут быть созданы на основе кривых и геометрических фигур и сохранены в памяти компьютера в виде описаний контуров. Это различные схемы, логотипы, пиктограммы, рисунки, текстовые объекты. Ими пользуются как художники и дизайнеры, так и люди других профессий при подготовке файлов технической документации, описании схем, планов, чертежей, оформлении курсовых и дипломных работ, рефератов и т.д.

Понятие компьютерной графики.

Компьютерная графика – раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений.

Само понятие компьютерной графики включает в себя следующие основные понятия:

      Разрешение экрана. Это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows). Измеряется в пикселах и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.

      Разрешение принтера. Это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.

      Разрешение изображения. Это свойство самого изображения. Измеряется также в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения – его физическим размером.

      Физический размер изображения может измеряться как в пикселах, так и в единицах длины. Он создается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

      Цветовое разрешение. Определяет метод кодирования цветовой и информации, и от него зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно.

      Цветовая модель. Это способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех (RGB, CMYK, HSB).

      Цветовая палитра. Это таблица данных, в которой хранится информация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Самый удобный для компьютера способ кодирования цвета – 24-разрядный, True Color.

Приложения компьютерной графики очень разнообразны. Для каждого направления создается специальное программное обеспечение, которое называется графическими программами, или графическим пакетом.

Основные направления:

      Научная графика. Назначение – визуализация объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов; проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов.

      Деловая графика. Предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений.

      Конструкторская графика (САПР).

      Иллюстративная графика. Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

      Художественная и рекламная графика.

      Компьютерная анимация – получение движущихся изображений на дисплее.

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения, различают всего три вида компьютерной графики:

      Растровая.

      Векторная.

      Фрактальная. Часто используется в развлекательных программах. Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной  композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании.

В данной работе хотелось бы провести краткий сравнительный анализ первых двух видов компьютерной графики, как наиболее известных и близких обычным пользователям.

Таблица 1

Представление графической информации в компьютере.

Любая информация, в том числе и графическая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно. Преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную производится путем пространственной дискретизации. Пространственную дискретизацию можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета.

Качество кодирования изображения зависит от двух параметров. Оно тем выше,

      чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

      чем большее количество цветов, то есть большее количество возможных состояний точки изображения, используется.

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые в свою очередь содержат определенное количество точек.

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются три основные разрешающие способности экрана: 800х600, 1024х768 и 1280х1024 точки.

В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний – «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Они могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле: N = 2 I, где I – глубина цвета.

Таблица 2

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB-моделью.

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов возможны N = 28 = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной – 00000000 до максимальной – 11111111).

Таблица 3

Графические форматы.

Графический формат – это способ сохранения графической информации в файле. Как и изображения, графические форматы делятся на растровые и векторные. Некоторые форматы привязаны к конкретным программам, другие же являются универсальными.

Самые известные растровые форматы:

      BMP (bitmap) – стандарт для представления растрового изображения в MS Windows. Поддерживает  изображения с глубиной цвета 1 – 24 бит.

      TIFF (Tag Image File Format) – стандарт для передачи данных между программами и платформами. Основной формат, используемый в полиграфии. Поддерживает изображения с любой пиксельной глубиной.

      GIF (Graphics Interchange Format), GIF 89 a - используется для передачи индексированных цветных изображений и HTML-документов в сети WWW. Поддерживает изображения с глубиной цвета 8 бит.

      JPEG (Joint Photographic Experts Group) – используется для отображения фотографий и других тоновых изображений в сети WWW. Глубина – 24 бит (информация о цвете в RGB-изображении). Применяется эффективный алгоритм уплотнения, за счет чего файл занимает меньше места.

      CPT (Corel PHOTO-PAINT Image) – формат растрового редактора Corel PHOTO-PAINT. Используют при работе с растровой графикой в CorelDraw.

      PSD (PhotoShop Document) – используется в качестве промежуточного формата при работе в Photoshop,  а также при передаче данных в другие программы.

      PNG (Portable Network Graphics Format) – это формат разработанный для передачи данных изображений по сетям. Поддерживает глубину полноцветных изображений.

Самые известные векторные форматы:

      WMF (Windows MetaFile) – стандарт для обмена векторной графикой в MS Windows.

      EMF (Enhanced MetaFile) – используется для обмена векторной графикой в MS Windows.

      CDR, CMX (CorelDraw Format) – форматы программы CorelDraw.

      FH(n) (FreeHand Format) – формат программы FreeHand, n – номер версии.

      Al (Adobe Illustrator) – формат программы Adobe Illustrator.

Универсальные форматы:

      EPS (Encapsulated PostScript) – международный универсальный формат, поддерживаемый большинством программ верстки и обработки иллюстраций. Может содержать векторную и растровую графику. Основан на языке PostScript. Поддерживает цвет и может включать в себя экранную версию.

      PS (PostScript) – язык описания страниц, встроен на программном уровне во многих принтерах, фотонаборных автоматах (ФНА) и печатных системах. Является универсальным межплатформенным форматом.

      PDF (portable Document Format) – используется программой Adobe Acrobat Reader, которая является основным средством электронного распространения документов на межплатформенным уровне. Разработан на основе языка PS. Используется для представления растровых и векторных изображений.

CorelDraw работает со всеми вышеперечисленными форматами и с некоторыми другими форматами, использующимися не так широко.

Графические редакторы.

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы – графические редакторы. Несмотря на то, что в различных учебниках и учебных пособиях даются различные формулировки данного понятия, суть их одна и та же.

      Это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений (Угринович Н. Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10 – 11 классов. – М.:БИНОМ, 2003. – стр. 310).

      Это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране графических изображений. Предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. (Шауцукова Л. З. Информатика: Учеб. пособие для 10-11 классов. – М.: Просвещение, 2003. – стр. 158)

      Это прикладная программа, предназначенная для создания и обработки графических документов (Федорова А. В. CorelDraw. Экспресс-курс. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 400 стр.).

На основе данных определений можно охарактеризовать понятие графический редактор таким образом: это прикладная программа, предназначенная для автоматизации процессов создания  на экране графических документов, а также для их просмотра и редактирования.

Большинство редакторов позволяет обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить рисунки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора. Некоторые редакторы позволяют получать изображения трехмерных объектов, их сечений, разворотов, каркасных моделей и т.п.

Графические редакторы также можно разделить на две категории: растровые и векторные.

Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартное приложение Paint, и мощные профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop.

К векторным графическим редакторам относится графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространены CorelDraw, Adobe Illustrator и Macromedia Freehand.

Графические редакторы предоставляют возможность выбора инструментов для создания и редактирования графических изображений, объединяя их в панели инструментов. Панели инструментов, как растровых графических редакторов, так и векторных, имеют много одинаковых инструментов. Например, набор инструментов для рисования простейших графических объектов: прямой линии, кривой, прямоугольника, эллипса, многоугольника и так далее. Однако принципы работы с ними несколько различаются.

Таблица 4

Векторная графика.

Как уже было сказано выше, основным элементом изображения в векторной графике является линия. Объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров. Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой графикой.

Как и все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

В основе векторной графики лежат математические представления о свойствах геометрических фигур. Рассмотрим несколько видов линий:

      Точка. На плоскости задается двумя числами (х, у), определяющими ее положение относительно начала координат.

      Прямая линия. Обычно график прямой линии описывается уравнением y=kx+b. Зная параметры k и b, всегда можно нарисовать бесконечную прямую линию в известной системе координат.

      Кривая второго порядка. К кривым второго порядка относятся параболы, гиперболы, эллипсы, окружности и другие линии, уравнения которых не содержат степеней выше второй. Прямые линии – это частный случай кривых второго порядка. Отличаются кривые второго порядка тем, что не имеют точек перегиба. Самая общая формула кривой второго порядка может выглядеть, например, так: x2+ay2+a2xy+a3x+a4y+a5=0.

      Кривая третьего порядка. Эти кривые могут иметь точку перегиба. Кривые третьего порядка хорошо соответствуют тем линиям, которые можно наблюдать в живой природе, поэтому в качестве основных объектов векторной графики используют именно такие линии. Все прямые и кривые второго порядка являются частными случаями кривых третьего порядка. В общем случае уравнение кривой третьего порядка можно записать так:  x3+ay3+a2x2y+a3x y2+ a4x2+ a5y++a6xy+a7x+a8y + a9=0.

      Кривые Безье. Это частный случай отрезков кривых третьего порядка. Для их описания необходимо меньше параметров, и потому работать с ними удобнее. Метод построения кривой Безье основан на использовании пары касательных, проведенных к линии в точках ее концов. На практике эти касательные выполняют роль рычагов, с помощью которых линию изгибают так, как это необходимо. На форму линии влияет не только угол наклона касательной, но и длина ее отрезка.

Большинство векторных редакторов для изображения и хранения кривых линий используют именно кривые Безье.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В результате изучения литературы и практической деятельности стало возможным сделать следующие выводы:

      Векторные редакторы применяются в том случае, когда основным требованием к изображению является высокая точность формы (чертежи, схемы, логотипы компаний и т.д.). Однако, если задачей является точная передача цвета, лучше воспользоваться редакторами растровой графики (рисунки, фотографии), несмотря на то, что в большинстве векторных редакторов предусмотрены средства для работы с растровой графикой.

      Все графические редакторы векторной графики работают с одними и теми же объектами, основаны на одних и тех же принципах, имеют схожие инструменты.

      Основным объектом векторной графики является контур. Из элементарных объектов создают более сложные. Каждый объект векторной графики обладает свойствами. Основными их свойствами являются обводка и заливка. Параметры, описывающие эти свойства, определяют толщину, цвет и форму линий, образующих контур, а также цвет и текстуру внутренней области контура.

Контуры состоят из сегментов и опорных точек. Свойства опорных точек определяют форму сегментов. Для работы с изображением каждый векторный редактор имеет панель инструментов и другие элементы управления.

Векторные редакторы располагают средствами для работы с текстами. При этом имеется два режима работы с текстами – режим создания фигурного текста и режим работы с блочными текстами. Векторные редакторы позволяют представлять символы компьютерных шрифтов в векторной форме и создавать новые конструкции символов с помощью инструментов для работы с контурами.

В векторных редакторах возможны такие операции, как трассировка растрового изображения и растрирование векторного.

Указанные возможности векторных редакторов позволяют использовать их при разработке рекламных материалов, фирменных стилей, а также для оформления полиграфических изданий и электронных документов, например Web-страниц Интернета.

К основным программным средствам для работы с векторной графикой относятся такие редакторы, как: CorelDRAW, Adobe Illustrator.

Сравнивая интерфейс программ, можно отметить, что в DRAW упор делается на удобство и скорость редактирования примененных эффектов. Это достигается благодаря использованию специальных интерактивных инструментов. В то же время в Illustrator редактирование любых эффектов довольно затруднительно, поскольку они статичны. Интерактивность позволяет редактировать эффекты прямо на объекте, без использования диалоговых окон: оценить результат можно сразу же и, если нужно, тут же подправить его. В отличие от обычного метода организации интерфейса, когда для доступа к разным эффектам необходимо держать под рукой множество специальных панелей, в DRAW применен новый, очень эффективный способ - доступ через панель свойств. Эта панель расширяет возможности интерактивных инструментов, предоставляя органы управления объектами и эффектами.