Краткий обзор программ компьютерной графики

     Тульский  Государственный Университет

     Кафедра геоинженерии и кадастра 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Реферат на тему:

     «Краткий  обзор программ компьтерной графики». 
 
 

     Выполнил: ст. гр. 321691

     Звягина Е.Ю.

     Проверил: Басова И.А. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Тула 2010

      Содержание: 

Глава 1. Компьютерная графика.

1. Понятие компьютерной графики.
2. Представление графической информации в компьютере.
3. Графические форматы.
4. Графические редакторы.
5. Векторная графика.

Глава 2. Обзор и сравнительный анализ современных программ обработки  и просмотра графических изображений.

       2.1 Обзор возможностей  графического редактора  Paint.

       2.2 Обзор возможностей Power Point.

       2.3 Редактор работы  с растровой графикой - Adobe Photoshop.

       2.4 Возможности графического  редактора Corel Draw.

       2.5 Программы просмотра  изображений.

Заключение.  

Библиотека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Компьютерная графика. 

1.1. 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.[5]

      Таблица 1

1.2. 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. Преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную производится путем пространственной дискретизации². 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. 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. [1] 

1.3.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.[9] 
 

      1.4. 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.

      1.5. 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.[2]

     Глава 2. Обзор и сравнительный анализ современных программ обработки и просмотра графических изображений. 

     2.1 Обзор возможностей  графического редактора  Paint 

     Графический редактор Paint — простой однооконный  графический редактор, который позволяет создавать и редактировать достаточно сложные рисунки. Окно графического редактора Paint имеет стандартный вид.  

     Рисунок 2.1 – Диалоговое окно графического редактора Paint  

     Изображения в графических редакторах хранятся по-разному.

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

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

     Графические редакторы подразделяются на две категории: растровые и векторные. Они отличаются по способу, которым представляют графическую информацию.

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

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

     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.

     Векторные графические редакторы.

       Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т. д.), для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики. Все компоненты векторного изображения описываются математически, а значит - абсолютно точно. Векторные изображения, как правило, строятся вручную, однако в некоторых случаях они могут быть также получены из растровых с помощью программ трассировки. Векторные изображения не в состоянии обеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. [3] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.2 Обзор возможностей Power Point. 

     Пакеты  демонстрационной графики. На сегодняшний  день, скорее всего у большинства  презентации будут ассоциироваться  с программой "Microsoft PowerPoint". Конечно, есть и альтернативы, это и "ACDSee", и ранние версии "CorelDraw", и различные  программные продукты "Ulead", и, наконец "Macromedia Flash". Однако при  создании мультимедийных презентаций  все перечисленные программы  не могут составить реальную конкуренцию "Microsoft PowerPoint" по следующим причинам. PowerPoint.

     Microsoft PowerPoint (полное название — Microsoft Office PowerPoint) — это программа для  создания и проведения презентаций,  являющаяся частью Microsoft Office и доступная  в редакциях для операционных  систем Microsoft Windows и Mac OS.

     Программа PowerPoint является лидером среди систем для создания презентаций. С ее помощью  текстовая и числовая информация легко превращается в профессионально выполненные слайды и диаграммы, пригодные для демонстрации перед аудиторией. После завершения работы над презентацией можно напечатать полученные слайды на бумаге, вывести их на фотопленку, добавить к слайдам заметки докладчика, а также подготовить диапозитивы, называемые в обиходе прозрачками, для демонстрации их на экране с помощью проекционного аппарата типа “Overhead”.

     Все большее число пользователей  предпочитает слайдам демонстрацию презентаций прямо на экране компьютера или через проекционную панель на большой экран. Такого рода электронные  презентации, содержащие специальные видеоэффекты, подобные применяемым в телевидении, звуковые фрагменты, музыку, элементы анимации и даже видеоклипы, сегодня наиболее популярны, а возможности PowerPoint в создании электронных презентаций и управлении ими отвечают самым современным требованиям.

     Основные  понятия: слайд и презентация.

     Презентация - это набор слайдов, объединенных возможностью перехода от одного слайда к другому и хранящихся в общем файле.

     Термин  “слайд” используется для обозначения  единицы визуальных материалов презентации  вне зависимости от того, будет  ли эта страница демонстрироваться на экране дисплея, распечатываться на принтере или выводиться на 35-миллиметровую фотопленку.

     Слайд - логически автономная информационная структура, содержащая различные объекты, которые представляются на общем  экране монитора, листе бумаги или на листе цветной пленки в виде единой композиции.

     В составе слайда могут присутствовать следующие объекты: заголовок и  подзаголовок, графические изображения (рисунки), таблицы, диаграммы, организационные  диаграммы, тексты, звуки, маркированные  списки, фон, колонтитул, номер слайда, дата, различные внешние объекты.[8] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.3 Редактор работы  с растровой графикой - Adobe Photoshop.  

     Photoshop фирмы Adobe многооконный графический  редактор позволяет создавать  и редактировать сложные рисунки,  а также обрабатывать графические изображения (фотографии). Содержит множество фильтров для обработки фотографий (изменение яркости, контрастности и т.д.).

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

    Перечислим  основные возможности этой программы:

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

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

     3. Фотомонтаж, составление коллажей.

     4. Ретуширование и восстановление  старых фотографий.

     5. Обработка эскизов, нарисованных  вручную. 

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

     7. Создание текстур для 3D моделей. 

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

     9. Подготовка изображений к печати  или публикации в Интернете. 

  Photoshop CS2 позволяет неразрушающее редактирование  и создание 32-битных High Dynamic Range (HDR) изображений,  идеальное для 3D рендеринга и продвинутого наложения изображений. А такое нововведение как Firewire Preview позволяет в режиме реального времени просматривать результаты рендеринга на экране, экономя время.

     Программа Adobe Photoshop может работать с любым  сканером при условии, что для  него будет установлен совместимый  дополнительный модуль. Чтобы установить такой модуль, необходимо скопировать в подкаталог PLUGINS каталога программы Photoshop соответствующий файл фирмы-производителя сканера. Все модули для сканеров, установленные в подкаталоге PLUGINS, отображаются в субменю «Файл» > «Получить». Adobe Photoshop поддерживает стандартный интерфейс TWAIN, что позволяет использовать для сканирования любые устройства, также поддерживающие этот интерфейс. Чтобы подключить сканер, поддерживающий интерфейс TWAIN, ознакомьтесь с прилагающейся к нему инструкцией по установке и настройке модуля TWAIN.

Импорт  и экспорт изображений.

Adobe Photoshop позволяет открывать документы  в различных форматах, включая Adobe Photoshop 3.0, Adobe Illustrator, Amiga IFF, BMP, CompuServe (GIF), EPS, JPEG, Kodak CMS PhotoCD, MacPaint, PCX, PICT File (только растровый), PIXAR, PixelPaint, Raw, Scitex™ CT, Targa, TIFF и форматы, использующие TWAIN интерфейс. Форматы Photoshop, Adobe Illustrator, JPEG, Raw, Scitex CT и TIFF являются встроенными. В процессе преобразования программа Adobe Photoshop формирует для цветного изображения таблицу цветов, использованных в документе. Эта таблица содержит максимальное количество цветов, которое может быть одновременно отображено на экране. В то время как RGB-изображение может содержать миллионы цветов, изображение с индексированными цветами может непосредственно использовать только 256 из них. RGB-цвета, не представленные в таблице, заменяются ближайшими оттенками или имитируются с помощью различных сочетаний доступных цветов.[4]