Графические редакторы. 11

Научно-исследовательский  университет

Санкт-Петербургский  государственный университет 
информационных технологий, механики и оптики 
 

Кафедра экономической теории и бизнеса 
 
 
 
 
 

Р Е Ф Е Р А Т

по  дисциплине «Информатика»

Выполнил: студентка группы № 1062,   /Краснова В. А. /

подпись 

Проверил: доцент, к.т.н.,   /Косовцева Т. Р. /

                                  подпись

г. Санкт – Петербург

2011 г.

     Аннотация

     Тема  данного реферата – «Графические редакторы».

     В реферате рассмотрены современные графические редакторы, их название, функциональное назначение, функциональные возможности, условия работы, основные результаты работы, в том числе и печатные, а также основные графические форматы и цветовые модели.

     Реферат выполнен на 21 листе формата А4, состоит из 2 разделов и содержит 5 рисунков.

     При написании реферата было использовано 3 источника, в том числе 3 книги  и 0 ресурсов в сети Интернет. 

     The theme of this essay is "Image Editors".

     In the essay considered modern graphics editors, the title, functionality, features, operating conditions, the main results of the work, including printing.

     Summary is made of 20 A4 sheets, consists of two sections and contains 5 pictures.

     In writing the essay it has been used 3 sources, including 3 books and 0 Internet resources. 

Оглавление

Введение 4

1. Представление графических данных 5

1.1 Форматы графических данных 5

1.2 Понятие цветового пространства, основные цветовые модели 8

      1.2.1 Цветовая модель RGB 8

      1.2.2 Цветовая модель CIELAB 9

      1.2.3 Цветовая модель HSB 10

      1.2.4 Цветовая модель CMYK 11

2. Основные графические редакторы 12

2.1. Adobe Photoshop 12

2.2. Corel Draw 13

2.3. Micrografx Designer 7 15

2.4. Adobe Illustrator 7 16

2.5. Macromedia FreeHand 7 18

2.6. Corel Xara 1.5 18

Заключение 20

Список использованных источников 21

     Введение

     Первые  ЭВМ не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых ЭВМ, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры. Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в начале  60-х годов (1961 г. - проект по созданию первой компьютерной игры с графикой, 1963 г. – создание программно-аппаратного комплекса Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером). С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой принадлежностью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных.

     Компьютерная  графика - 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. Без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный мир. Визуализация данных находит применение в самых разных сферах нашей 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 (рис. 1), векторную (рис. 2), трехмерную (рис. 3) и фрактальную.

Рис. 1 Векторная графика  Рис. 2 Растровая графика  Рис. 3 Трехмерная графика

     В зависимости от цветового охвата различают такие понятия, как черно-белая и цветная графика. О специализации в отдельных областях говорят названия некоторых разделов: инженерная графика, научная графика, Web-графика, компьютерная полиграфия и прочие. 

     1. Представление графических данных

     1.1 Форматы графических данных

     В компьютерной графике применяют по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них стала стандартом “де-факто" и применяется в подавляющем большинстве программ. Как правило, несовместимые форматы имеют файлы растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные “специфические” форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в “стандартный” формат.

     BMP (Windows Bitmap) - это «родной» формат растровой графики для Windows, поскольку он наиболее близко соответствует внутреннему формату Windows, в котором эта система хранит свои растровые массивы. В формате BMP можно сохранять черно-белые, серые полутоновые, индексные цветные и цветные изображения системы RGB (но не двухцветные или цветные изображения системы CMYK). Недостаток этих графических форматов: большой объем. Следствие - малая пригодность для Internet-публикаций.

     Для имени файла, представленного в  BMP-формате, чаще всего используется расширение .BMP (хотя некоторые файлы имеют расширение .RLE).

     GIF (Graphics Interchange Format). Данный формат стандартизирован в 1987 году как средство хранения сжатых изображений с фиксированным (256) количеством цветов. Получил популярность в Интернете благодаря высокой степени сжатия без потерь. Последняя версия формата GIF89a позволяет выполнять чересстрочную загрузку изображений и создавать рисунки с прозрачным фоном. Ограниченные возможности по количеству цветов обусловливают его применение исключительно в электронных публикациях.

     Но  это еще не все - у изображений  формата GIF есть поддержка анимации. Можно создать серию изображений, которые будут сменять друг друга циклично, и при этом они все будут храниться в одном GIF файле.

     PNG (Portable Network Graphics). Сравнительно новый (1995 год) формат был разработан для замены GIF, чтобы обойти юридические препятствия, стоящие на пути использования GIF-файлов. PNG унаследовал многие возможности GIF и, кроме того, он позволяет хранить изображения с истинными цветами. Еще более важно, что он сжимает информацию растрового массива в соответствии с вариантом пользующегося высокой репутацией алгоритма сжатия LZ77 (предшественника LZW), которым любой может пользоваться бесплатно.

     Используется  для хранения изображений, для их публикации в Интернете. Поддерживаются три типа изображений - цветные с глубиной 8 или 24 бит, полутоновые с глубиной цвета 16 бит и полноцветные с глубиной 48 бит.

     JPEG (Joint Photographic Experts Group). Самый популярный в Интернете формат для хранения фотографических изображений. Алгоритм сжатия формата построен за счет ухудшения качества изображения, но можно выбрать такие параметры сжатия, при которых потери в качестве практически незаметны или приемлемы для нужных целей. Позволяет использовать до 16 миллионов цветов.

     К недостаткам можно отнести то, что JPEG не поддерживает анимацию и прозрачность, пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений.

     Файлы, содержащие данные JPEG, обычно имеют  расширения .jpeg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE. Однако из них .jpg самое популярное расширение на всех платформах.

     PCX (PCExchange) стал первым стандартным форматом графических файлов для хранения файлов растровой графики в компьютерах IBM PC. На этот формат, применявшийся в программе Paintbrush фирмы ZSoft, в начале 80-х гг. фирмой Microsoft была приобретена лицензия, и затем он распространялся вместе с изделиями Microsoft. В дальнейшем формат был преобразован в Windows Paintbrush и начал распространяться с Windows. Отсутствие возможности хранить цветоделенные изображения, недостаточность цветовых моделей и другие ограничения привели к утрате популярности формата. В настоящее время считается устаревшим.

     TIFF (Tagged Image File Format). Если PCX — один из самых простых для декодирования форматов растровой графики, то TIFF — один из самых сложных. Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла .TIFF или .TIF). Относится к числу широко распространенных, отличается переносимостью между платформами (IBM PC и Apple Macintosh), обеспечен поддержкой со стороны большинства графических, верстальных и дизайнерских программ. Предусматривает широкий диапазон цветового охвата - от монохромного черно-белого до 32-разрядной модели цветоделения CMYK. Начиная с версии 6.0 в формате TIFF можно хранить сведения о масках (контурах обтравки) изображений. Для уменьшения размера файла применяется встроенный алгоритм сжатия LZW.

     PSD (PhotoShop Document). Собственный формат программы Adobe Photoshop, один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Поддерживаются 48-разрядное кодирование цвета, цветоделение и различные цветовые модели. Основные недостатки: отсутствие эффективного алгоритма сжатия информации приводит к большому объему файлов; формат может открываться не всеми программами.

     WMF (Windows MetaFile) – универсальный формат векторных графических файлов для Windows приложений (в том числе используется в Microsoft Clip Gallery). Формат разработан Microsoft и является неотъемлемой частью Windows, по определению поддерживается всеми приложениями этой системы. Однако отсутствие средств для работы со стандартизированными цветовыми палитрами, принятыми в полиграфии, и другие недостатки ограничивают его применение. Также этот формат понимают некоторые программы на MAC OS. На платформе Macintosh аналогичную роль играет формат PICT.

     EPS (Encapsulated PostScript). Формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке PostScript фирмы Adobe, фактическом стандарте в области допечатных процессов и полиграфии (расширение имени файла. EPS). Так как язык PostScript является универсальным, в файле могут одновременно храниться векторная и растровая графика, шрифты, контуры обтравки (маски), параметры калибровки оборудования, цветовые профили. Для отображения на экране векторного содержимого используется формат WMF, а растрового - TIFF. Но экранная копия лишь в общих чертах отображает реальное изображение, что является существенным недостатком EPS. Действительное изображение можно увидеть лишь на выходе выводного устройства, с помощью специальных программ просмотра или после преобразования файла в формат PDF в приложениях Acrobat Reader, Acrobat Exchange.

     PDF (Portable Document Format). Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe Systems с использованием ряда возможностей языка PostScript. Хотя этот формат в основном предназначен для хранения документа целиком, его впечатляющие возможности позволяют обеспечить эффективное представление изображений. В первую очередь формат предназначен для предоставления в электронном виде полиграфической продукции. Формат является аппаратно-независимым, поэтому вывод изображений допустим на любых устройствах - от экрана монитора до фотоэкспонирующего устройства. Мощный алгоритм сжатия со средствами управления итоговым разрешением изображения обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций. Для просмотра файлов данного формата можно использовать официальную бесплатную программу Adobe Reader, а также программы сторонних разработчиков. Традиционным способом создания PDF-документов является виртуальный принтер, то есть документ как таковой готовится в своей специализированной программе – графической программе или текстовом редакторе, САПР и т.д., а затем экспортируется в формат PDF для распространения в электронном виде, передачи в типографию и т.п.

     1.2 Понятие цветового пространства, основные цветовые модели

     Цветовое пространство представляет собой модель представления  цвета, основанную на использовании  цветовых координат. Цветовое пространство строится таким образом, чтобы любой  цвет был представим точкой, имеющей определённые координаты, причём так, чтобы одному набору координат соответствовал один цвет.

     Цветовые  пространства описываются набором  цветовых координат и правилами  построения цветов. Количество координат  задаёт размерность пространства. Существует масса цветовых пространств различной  размерности - от одномерных, которые могут описать исключительно монохромное изображение, до шести и десяти-мерных, таких, например, как пространство CMYKLcLm (Cyan, Magenta, Yellow, Key color, lightCyan, lightMagenta). Пространства высокой размерности чаще всего используются в целях печати на плоттерах или аппаратах для цветопроб.

     1.2.1 Цветовая модель RGB

     RGB (Red, Green, Blue - красный, зелёный, синий) - аддитивная цветовая модель, как правило, описывающая способ синтеза цвета для цветовоспроизведения.

     Выбор основных цветов обусловлен особенностями  физиологии восприятия цвета сетчаткой  человеческого глаза. Цветовая модель RGB нашла широкое применение в технике.

     Аддитивной  она называется потому, что цвета  получаются путём добавления (англ. addition) к черному (см. рис. 1.1).

     Рис. 1.1. Модель RGB. Аддитивное смешение цветов

     Изображение в данной цветовой модели состоит  из трёх каналов. При смешении основных цветов (основными цветами считаются  красный, зелёный и синий) - например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M), при смешении зеленого (G) и красного (R) - жёлтый (Y), при смешении зеленого (G) и синего (B) - циановый (С). При смешении всех трёх цветовых компонентов мы получаем белый цвет (W).

     Цветовая  модель RGB имеет по многим тонам цвета более широкий цветовой охват (может представить более насыщенные цвета), чем типичный охват цветов CMYK (об этой модели см. далее), поэтому иногда изображения, замечательно выглядящие в RGB, значительно тускнеют и гаснут в CMYK.

     1.2.2 Цветовая модель CIELAB

     В 1920 году была разработана цветовая пространственная модель CIE Lab (Communication Internationale de I'Eclairage - международная комиссия по совещанию. L, a, b - обозначения осей координат в этой системе). В модели CIE Lab любой цвет определяется светлотой (L) (см. рис. 1.2 и рис. 1.3) и хроматическими компонентами: параметром а, изменяющимся в диапазоне от зеленого до красного, и параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого. Эта модель была создана на основе человеческого восприятия цвета – ученые решили стандартизировать наше цветовосприятие, так и получилась модель XYZ, а из неё вскоре – модель L*a*b. И оказалось, что эта модель «мощнее» чем RGB и CMYK, т.е. у неё больше цветовой охват. Это означает, что в модели L*a*b есть такие цвета, которых нет в RGB, и есть такие, которых нет в CMYK, но все цвета, которые есть в моделях RGB и CMYK, есть и в L*a*b. Цветовой охват модели CIE Lab значительно превосходит возможности мониторов и печатных устройств, поэтому перед выводом изображения, представленного в этой модели, его приходится преобразовывать. Сегодня эта цветовая модель является принятым по умолчанию стандартом для программы Adobe Photoshop.

Рис. 1.2. CIELAB. Светлота (L) 25% Рис. 1.3. CIELAB. Светлота (L) 75%

     1.2.3 Цветовая модель HSB

     HSB - цветовая модель, в которой координатами цвета являются (см. рис. 1.4):

• Hue — цветовой тон, (например, красный, зелёный или сине-голубой). Варьируется в пределах 0—360°, однако иногда приводится к диапазону 0—100 или 0—1.
• Saturation — насыщенность. Варьируется в пределах 0—100 или 0—1. Чем больше этот параметр, тем «чище» цвет, поэтому этот параметр иногда называют чистотой цвета. А чем ближе этот параметр к нулю, тем ближе цвет к нейтральному серому.
• Brightness — яркость. Также задаётся в пределах 0—100 и 0—1.

     Часто художники предпочитают использовать HSB вместо других моделей, таких как RGB и CMYK, потому что они считают, что устройство HSB ближе к человеческому восприятию цветов. RGB и CMYK определяют цвет как комбинацию основных цветов (красного, зелёного и синего или жёлтого, розового, голубого и чёрного соответственно), в то время как компоненты цвета в HSB отображают информацию о цвете в более привычной человеку форме: Что это за цвет? Насколько он насыщенный? Насколько он светлый или тёмный?

     Рис. 1.4. Цилиндрическое представление модели HSB

     1.2.4 Цветовая модель CMYK

     CMYK - субтрактивная схема формирования цвета (см. рис. 1.5.), используемая прежде всего в полиграфии для стандартной триадной печати.

     Цветовыми компонентами CMY служат цвета, полученные вычитанием основных из белого (табл. 1.1).

     Табл. 1.1 Соответствие цветов модели CMYK

     Такой метод соответствует физической сущности восприятия отраженных от печатных оригиналов лучей. Голубой, пурпурный  и желтый цвета называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до белого. Отсюда вытекает и главная проблема цветовой модели CMY - наложение друг на друга дополнительных цветов на практике не дает чистого черного цвета. Поэтому в цветовую модель был включен компонент чистого черного цвета. Так появилась четвертая буква в аббревиатуре цветовой модели CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK). Для печати на полиграфическом оборудовании цветное компьютерное изображение необходимо разделить на составляющие, соответствующие компонентам цветовой модели CMYK. Этот процесс называют цветоделением. В итоге получают четыре отдельных изображения, содержащих одноцветное содержимое каждого компонента в оригинале. Затем в типографии с форм, созданных на основе цветоделенных пленок, печатают многоцветное изображение, получаемое наложением цветов CMYK.

     Рис. 1.5. Схема субтрактивного синтеза в CMYK

      2. Основные  графические редакторы

     2.1. Adobe Photoshop

     В обширном классе программ для обработки  растровой графики особое место  занимает пакет Photoshop компании Adobe. По сути дела, сегодня он является стандартом в компьютерной графике, и все другие программы неизменно сравнивают именно с ним.

     Главные элементы управления программы Adobe Photoshop сосредоточены в строке меню и панели инструментов. Особую группу составляют диалоговые окна - инструментальные палитры:

     Палитра Кисти управляет настройкой параметров инструментов редактирования. В режим  редактирования кисти входят после  двойного щелчка на ее изображении  в палитре. Щелчок при нажатой  клавише CTRL уничтожает кисть. Двойным щелчком на свободном поле палитры открывают диалоговое окно формирования новой кисти, которая автоматически добавляется в палитру.

     Палитра Параметры служит для редактирования свойств текущего инструмента. Открыть  ее можно не только из строки меню, но и двойным щелчком на значке инструмента  в панели инструментов. Состав элементов  управления палитры зависит от выбранного инструмента.

     Палитра Инфо обеспечивает информационную поддержку  средств отображения. На ней представлены: текущие координаты указателя мыши, размер текущей выделенной области, цветовые параметры элемента изображения  и другие данные.

     Палитра Навигатор позволяет просмотреть  различные фрагменты изображения  и изменить масштаб просмотра. В  окне палитры помещена миниатюра  изображения с выделенной областью просмотра.

     Палитра Синтез отображает цветовые значения текущих цветов переднего плана  и фона. Ползунки на цветовой линейке  соответствующей цветовой системы  позволяют редактировать эти  параметры.

     Палитра Каталог содержит набор доступных  цветов. Такой набор можно загрузить  и отредактировать, добавляя и удаляя цвета. Цветовой тон переднего плана  и фона выбирают из состава набора. В стандартном комплекте поставки программы предусмотрено несколько  цветовых наборов, в основном компании Pantone.

     Палитра Слои служит для управления отображением всех слоев изображения, начиная  с самого верхнего. Возможно определение  параметров слоев, изменение их порядка, операции со слоями с применением  разных методов.

     Палитру Каналы используют для выделения, создания, дублирования и удаления каналов, определения  их параметров, изменения порядка, преобразования каналов в самостоятельные объекты  и формирования совмещенных изображений  из нескольких каналов.

     Палитра Контуры содержит список всех созданных  контуров. При преобразовании контура  в выделенную область его используют для формирования обтравочного контура.

     Палитра Операции позволяет создавать  макрокоманды - заданную последовательность операций с изображением. Макрокоманды можно записывать, выполнять, редактировать, удалять, сохранять в виде файлов.

     Особую  группу программных средств обработки  изображений представляют Фильтры. Это подключаемые к программе  модули, часто третьих фирм, позволяющие  обрабатывать изображение по заданному  алгоритму. Иногда такие алгоритмы  бывают очень сложными, а окно фильтра  может иметь множество настраиваемых  параметров. Из групп фильтров популярны  продукты серий Kai's Power Tools, Alien Skin, Andromeda и другие.

     2.2. 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 (рис.4). 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 принтерах. 

     Рисунок 4 

     Без затруднений. 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. Инструмент "лупа" не имеет себе равных - он позволяет получить множество специальных эффектов, в том числе возможность увеличения только фрагмента изображения и автоматической настройки цветов текста в зависимости от цвета фона.

     Можно вырезать изображения, накладывать  цветные фильтры и придавали  растровым изображениям вид изогнутой  страницы, используя двух - и трехмерные эффекты и внешние модули PhotoShop. Когда вам нужно было редактировать пикселы, CorelDraw автоматически переключает вас на Corel Photo-Paint, где вы можете редактировать файл и сохранять его непосредственно в CorelDraw. Однако, помимо базовых возможностей масштабирования и средств динамического назначения размеров, CorelDraw не содержит специальных средств подготовки технических иллюстраций, подобных Smart Mouse в Canvas или копирования массивов в Designer.

     Не  так все гладко. Возможности реализовать модели CMYK - в этом отношении CorelDraw преследуют неудачи - все еще вызывают опасения, хотя программа теперь может работать с системой управления цветом Kodak CMS. Во-первых, для сохранения совместимости с предыдущими версиями CorelDraw нужно каждый раз при открывании CorelDraw в меню View отключать цветокоррекцию Kodak. Во-вторых, если ваши принтеры не входят в ограниченный список разрешенных для применения периферийных устройств, нет гарантии, что всегда найдется соответствующий групповой драйвер. CorelDraw экспортирует цвета так же, как они отображаются при отключенных средствах цветокоррекции, поэтому для получения хорошего изображения на странице Web, лучше всего выбрать режим супердискретизации при экспортировании растровых файлов. Программа просмотра Corel. CMX работает мучительно медленно, а файлы CMX по размеру больше, чем файлы CDR, с чем нельзя примириться при работе с Web. Barista - разработанный Corel формат на базе языка Java для отображения документов в Web - представляет собой перспективную технологию, но в настоящее время им лучше пользоваться только для простых документов.

     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.

     2.3. Micrografx Designer 7

     Micrografx Designer 7 - приятная в применении, хоть и не крупная программа, легко справившаяся с большинством тестов, - также заслуживает особого упоминания благодаря своим превосходным средствам для технических иллюстраций. Designer 7 наряду с FlowCharter 7 и Picture Publisher 7 образует ядро комплекта Micrografx Graphics Suite, представляет собой одну из наименее дорогих среди программ данного обзора. Инструментальные средства рисования пакета Designer - одни из самых простых для освоения и применения. Подобно CorelXara, в Designer не предусмотрено окно редактирования текста, что заставляет вас редактировать его постоянно в режиме полного соответствия WYSIWYG. Перемещения между слоями очень неудобны и хотя можно пользоваться несколькими страницами различного формата, для перемещения объектов между страницами требуется монтажный буфер.