Программы графического изображения данных

   Содержание:

   Введение ……………………………………………………………………………………………. 3

1. Общие сведения о графической информации …………………………………….. 4

       1.1 Растровая графика ................................................................................................ 4

       1.2 Векторная графика ………………………………………………………………………. 8

   1.3 3D-графика …………………………………………………………………………………... 11

       2. Современные программы обработки и просмотра графических изображений …………………………………………………………………………………………… 12

       2.1 Paint ………………………………………………………………………………………………. 12

      2.2 Adobe Photoshop…………………………………………………………………………….. 18

      2.3 MS PowerPoint………………………………………………………………………………... 19

      2.4 ACDSee …………………………………………………………………………………………… 21

   Список  литературы …………………………………………………………………………… 23 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Введение

   Представление данных на мониторе компьютера в графическом  виде впервые было реализовано в  середине 50-х годов для больших  ЭВМ, применявшихся в научных  и военных исследованиях. С тех  пор графический способ отображения  данных стал неотъемлемой принадлежностью  подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных. Графический  интерфейс пользователя сегодня  является стандартом “де-факто” для  программного обеспечения разных классов, начиная с операционных систем.

   Хотя  компьютерная графика служит всего  лишь инструментом, ее структура и  методы основаны на передовых достижениях  фундаментальных и прикладных наук: математики, физики, химии, биологии, программирования, статистики и множества других. Это  замечание справедливо как для  программных, так и для аппаратных средств создания и обработки  изображений на компьютере. Поэтому  компьютерная графика является одной  из наиболее бурно развивающихся  отраслей информатики и во многих случаях выступает “локомотивом”, тянущим за собой всю компьютерную индустрию. 
 
 
 
 
 
 
 

   1. Общие сведения о графической информации

   Все компьютерные изображения, все форматы  для их хранения и все программы  для их обработки делятся на два  больших класса - векторные и растровые, - различающиеся, прежде всего, уровнем  абстракции, примененной к изображению. Можно сказать, что если векторная  графика пытается имитировать восприятие изображений человеком, то растровый  формат хранит графику в том виде, в каком она легче всего  переваривается компьютером. Соответственно, векторная графика в большинстве  своем создается человеком с  нуля прямо в векторном редакторе, а попытки генерировать ее автоматически  редко когда приводят к удовлетворительному  результату. И наоборот, основной поставщик  растровых изображений - фотографии, т.е. в существенной своей части  автоматический процесс с легко  оцифровываемыми результатами.

   Рис. 1. Сравнение растрового и векторного изображения

1. Растровая графика

   Компьютерное  растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой - цветная точка. Т.е. основным элементом растрового изображения  является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.

   При создании растровых изображений  необходимо задавать разрешение и размеры  изображения.

   В зависимости от того, какое графическое  разрешение экрана используется операционной системой, на экране могут размещаться  изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселей.

   Разрешение  изображения измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi) (1 дюйм = 25,4 мм). Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения не менее 200-300 dpi.

   С помощью растровой графики можно  отразить и передать всю гамму  оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению. Растровое  изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно  воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глубину резкости.

   Чаще  всего растровые изображения  получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с  помощью цифровой фотокамеры или  путем "захвата" кадра видеосъемки.

   Основным  недостатком растровых изображений  является невозможность их увеличения для рассмотрения деталей. При увеличении изображения точки становятся крупнее, но дополнительная информация не появляется. Этот эффект называется пикселизацией.

   Средства  работы с растровой  графикой

   К числу простейших растровых редакторов относятся PaintBrush, Paint, Painter, которые позволяют непосредственно рисовать простейшие растровые изображения.

   Основной  класс растровых графических  редакторов предназначен для обработки  готовых растровых изображений  с целью улучшения их качества и создания собственных изображений из уже имеющихся. К таким редакторам относятся такие мощные программы, как Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint, Gimp и другие.

     Основные растровые форматы

   BMP (Windows Device Independent Bitmap) - самый простой растровый формат является форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, поддерживаются как индексированные цвета (до 256 цветов), так и полноцветные изображения. Благодаря примитивнейшему алгоритму записи изображения, при обработке файлов формата BMP очень мало расходуется системных ресурсов, поэтому этот формат часто используется для хранения логотипов, экранных заставок, иконок и прочих элементов графического оформления программ.

   GIF (Graphics Interchange Format) - является одним из самых популярных форматов изображений, размещаемых на веб-страницах. Отличительной его особенностью является использование режима индексированных цветов (не более 256), что ограничивает область применения формата изображениями, имеющими резкие цветовые переходы. Небольшие размеры файлов изображений обусловлены применением алгоритма сжатия без потерь качества, благодаря чему изображения в этом формате наиболее удобны для пересылки по каналам связи глобальной сети. В GIF реализован эффект прозрачности и возможности хранить в одном файле несколько картинок с указанием времени показа каждой, что используется для создания анимированных изображений.

   PNG (Portable Network Graphics) - формат PNG, являющийся плодом трудов сообщества независимых программистов, появился на свет как ответная реакция на переход популярнейшего формата GIF в разряд коммерческих продуктов. Этот формат,  в отличие от GIF сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия. Как недостаток формата часто упоминается то, что он не дает возможности создавать анимационные ролики. Зато формат PNG позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности что, безусловно, выделяет его на фоне всех существующих в данный момент форматов. Так как формат создавался для Интернета, в его заголовке не предназначено место для дополнительных параметров типа разрешения, поэтому для хранения изображений, подлежащих печати, PNG плохо подходит, для этих целей лучше подойдет PSD или TIFF.

   JPEG (Joint Photographic Experts Group) - самый популярный формат для хранения фотографических изображений, является общепризнанным стандартом. JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения. Хотя JPEG отлично сжимает фотографии, но это сжатие происходит с потерями и портит качество, тем не менее, он может быть легко настроен на минимальные, практически незаметные для человеческого глаза, потери. Однако не стоит использовать формат JPEG для хранения изображений, подлежащих последующей обработке, так как при каждом сохранении документа в этом формате процесс ухудшения качества изображения носит лавинообразный характер. Наиболее целесообразно будет корректировать изображение в каком-нибудь другом подходящем формате, например TIFF, и лишь по завершению всех работ окончательная версия может быть сохранена в JPEG. Формат JPEG не поддерживает анимацию или прозрачный цвет, и пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений, типа фотографических, в Интернете.

   TIFF (Tag Image File Format). Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Кстати, возможность записи изображений в формате TIFF является одним из признаков высокого класса современных цифровых фотокамер. В этом формате поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как обтравочные контуры, альфа-каналы, возможность сохранять несколько копий изображения с разным разрешением и даже включать в файл слои. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов.

   PSD (Adobe Photoshop) - является стандартным форматом пакета Adobe Photoshop и отличается от большинства обычных растровых форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения иногда даже сильнее, чем PNG (в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков.

   1.2 Векторная графика

   Основным  логическим элементом векторной  графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются  простые геометрические фигуры (так  называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия). Благодаря  этому форму, цвет и пространственное положение составляющих изображение  объектов можно описывать с помощью  математических формул.

   Рис. 2 . Геометрические примитивы.

   Преимущества  векторной графики:

   -       Она экономна в плане дискового  пространства, необходимого для  хранения изображений: это связано  с тем, что сохраняется не  само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново.

   -       Объекты векторной графики легко  трансформируются и масштабируются, что не оказывает практически  никакого влияния на качество  изображения. Масштабирование, поворот,  искривление сводятся к элементарным  преобразованиям над векторами. 

   -       Программы векторной графики  имеют развитые средства интеграции  изображений и текста, единый  подход к ним. Поэтому программы  векторной графики незаменимы  в области дизайна, технического  рисования, для чертежно-графических  и оформительских работ. 

   Недостатки  векторной графики:

   -    Векторная графика ограничена в живописных средствах: в программах векторной графики практически невозможно создавать фотореалистичные изображения.

   - Векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для растровой графики.

   Средства  работы с векторной графикой

   Как и в случае с растровой графикой, для работы с векторной имеется  огромное количество программных средств, освоение которых сложнее по сравнению  с растровыми. К основным относятся  программы:

   -       CorelDraw - это профессиональный графический редактор с богатыми настройками и развитой системой управления.

   -    Adobe Illustrator - основное достоинство программы в том, что она вместе с Adobe Photoshop и Adobe PageMaker образует достаточно мощный пакет для выполнения компьютерной верстки полиграфических изданий и разработки сложных документов.

   -       Macromedia Freehand - один из самых дружественных и интуитивно понятных векторных редакторов. Программа отличается простотой системы управления и высоким быстродействием, но ее возможности несколько скромнее, чем у предыдущих редакторов.

   Основные  векторные графические  форматы

   Своего  рода стандартом стали форматы двух наиболее популярных профессиональных графических пакетов - Adobe Illustrator и CorelDRAW:

   AI (Adobe Illustrator Document) - поддерживают практически  все программы, так или иначе  связанные с векторной графикой. Этот формат является наилучшим  посредником при передаче изображений  из одной программы в другую, с РС на Macintosh и наоборот. В целом,  несколько уступая CorelDRAW по иллюстративным  возможностям, (может содержать в  одном файле только одну страницу, имеет маленькое рабочее поле - этот параметр очень важен  для наружной рекламы - всего  3х3 метра) тем не менее, он  отличается наибольшей стабильностью  и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически  все издательско-полиграфические  приложения.

   CDR (CorelDRAW Document) - основной рабочий формат  популярного пакета CorelDRAW, являющимся  неоспоримым лидером в классе  векторных графических редакторов  на платформе РС. Имея сравнительно  невысокую устойчивость и проблемы  с совместимостью файлов разных  версий формата, тем не менее,  формат CDR можно без натяжек назвать  профессиональным. В файлах этих  версий применяется раздельная  компрессия для векторных и  растровых изображений, могут  внедряться шрифты, файлы CDR имеют  огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность. 

   WMF (Windows Metafile) - еще один формат Windows, на сей раз векторный. Понимается  практически всеми программами  Windows, так или иначе связанными  с векторной графикой. Однако, несмотря  на кажущуюся простоту и универсальность,  пользоваться форматом WMF стоит только  в крайних случаях, поскольку он не может сохранять некоторые параметры, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не воспринимается Macintosh-ами, и, самое главное, способен исказить цветовую схему изображения.

   PDF (Portable Document Format) - первоначально проектировался  как компактный формат электронной  документации, но в последнее  время все больше используется  для передачи по сетям графических  изображений и смешанных документов, содержащих как текст, так и  графику. Формат PDF является в  полной мере платформонезависимым  форматом, в текстовой части которого  возможно использование множества  шрифтов (которые содержатся непосредственно  в документе, поэтому документ  будет выглядеть так, как задумал  его автор, на любом компьютере) и гипертекстовых ссылок, а также  графические иллюстрации любого  типа (векторные или растровые). Для  достижения минимального размера  PDF-файла используется компрессия, причем каждый вид объектов  сжимается по наиболее выгодному  для него алгоритму. Просматривать  документы в формате PDF и распечатывать  их на принтере можно с помощью  утилиты Acrobat Reader, распространяемой  компанией Adobe бесплатно.

   Особый  класс программ для работы с любыми видами изображений представляют программы-просмотрщики. Они позволяют просматривать  графические файлы различных  форматов, создавать фотоальбомы  на жестком диске, перемещать, переименовывать, изменять размеры, а также конвертировать из одного формата в другой изображения. Лидером в данной области является программа ACDSee.

   1.3 3D-графика

   Быстро  развивается область трехмерной векторной (или 3D) графики. К данному  классу ПО относится, например, программа 3D-MAX Studio.

   По  сравнению с традиционными для  графических программ двумерными векторными и растровыми объектами работа с 3D-графикой предполагает использование более сложных понятий и процедур, таких как сцена, камеры, источники света.

   Возможности программ для работы с трехмерной графикой достаточно широки. Это и  изготовление спецэффектов для кино и телевидения, получение реалистичных фотоизображений, технических иллюстраций  в программах автоматизированного  проектирования для разработки новых  реальных объектов и т.д.

   Использование 3D-программ напоминает съемку с помощью  видеокамеры комнаты, полной сконструированных  вами объектов. Они позволяют смоделировать  комнату и ее содержимое с использованием разнообразных базовых трехмерных объектов (кубы, сферы, цилиндры, конусы). После того, как модели всех объектов созданы и размещены на сцене, можно выбрать им оформление с  помощью имеющихся в программе  встроенных средств или создать  собственное оформление. Затем можно  создать и расставить воображаемые камеры, которые будут наблюдать  и снимать виртуальный трехмерный мир. После всех приготовлений можно  анимировать сцену, заставив двигаться  объекты, источники света и камеры. В завершении можно визуализировать  анимацию и зафиксировать результат  в виде видеофайла.

   2.Современные программы обработки и просмотра графических изображений

   2.1 Microsoft Paint — простой растровый графический редактор компании Microsoft, входящий в состав всех операционных систем Windows, начиная с первых версий. Содержание:

   История

   Первая  версия Paint появилась в Windows 1.0. В Windows 3.0 был переименован в PaintBrush. Но потом  в Windows 95 и поздних версиях Windows, он был опять переименован в Paint (однако, программа может вызываться и командой-затычкой pbrush, что есть явное сокращение от Paint Brush). В версии из Windows 3.0 поддерживались только форматы MSP, BMP, PCX и RLE. Последние два в следующих версиях больше не поддерживаются.

   В Windows 95 была введена новая версия Paint. Тот же самый интерфейс продолжает использоваться в следующих версиях Windows. В Windows 98, Windows 2000 и Windows ME изображения  могли быть сохранены в форматах GIF и JPEG, если были установлены необходимые  графические фильтры от Microsoft (обычно они устанавливались вместе с  другими приложениями от Microsoft, такими как Microsoft Office или Microsoft PhotoDraw). Начиная  с Windows XP фильтры стали предустановленными, и добавилась поддержка форматов PNG и TIFF.

   В Windows 7 Paint впервые за 14 лет полностью  переработан, получил ленточный (Ribbon) интерфейс, дополнительные кисти и  фигуры, схожие с библиотекой Microsoft Office. Краткий обзор нововведений:

   9 разновидностей кисти (Brush):

   Обычная кисть (теперь — сглаженная)

   Каллиграфическая  кисть 1 (кисть с наклоном в 45 градусов влево)

   Каллиграфическая  кисть 2 (кисть с наклоном в 45 градусов вправо)

   Баллончик (остался без изменений)

   Масляная  кисть (мажет толстым штрихом)

   Пастельная  кисть (похожа на цветной мел)

   Маркер (закрашивает цветом наполовину)

   Обыкновенный  карандаш (тонкая кисть для имитации жесткого карандаша)

   Акварель (полупрозрачная плавная постепенно исчезающая кисть)

   Также обновилась библиотека фигур, к стандартным  эллипсу, прямоугольнику, вектору, кривой, многограннику и скругленному прямоугольнику добавилось еще 17 фигур, среди которых: треугольник равнобедренный, треугольник  прямоугольный, ромб, пяти- и шестиугольник, стрелки вправо, влево, вверх и  вниз, звезда четырех- и пятиугольная, звезда Давида, прямоугольный, круглый  и «думающий» пузыри для комиксов, сердце и молния.

   Нарисовав фигуру, можно еще настроить ее параметры - повернуть, растянуть, изменить цвет и фактуру.

   7 разновидностей заливки/контура: 

   - Нет/отсутствует;

   - Однотонный;

   - Пастель;

   - Маркер;

   - Масло;

   - Карандаш;

   - Акварель;

   - Также в меню "Вид" добавлены: новая линейка, режим предпросмотра печати.

   Возможность получения материала  для редактирования со сканера

   Теперь  возможно использовать разные стили  для каждого фрагмента текста внутри одной рамки

   Шкала масштаба нанесена как в сторону  увеличения, так и в сторону  уменьшения

   Уникальные  возможности и  приёмы работы:

   - Многократное увеличение или уменьшение инструмента

   - Выберите один из инструментов «Карандаш», «Кисть», «Ластик», «Линия» или «Распылитель» и нажмите клавиши Ctrl и NumPad +. Чем дольше держать нажатой эту комбинацию, тем больше будет увеличиваться инструмент. Соответственно, если зажать Ctrl и NumPad −, то инструмент будет уменьшаться.

   Полная  палитра

   Двойным щелчком на ячейке палитры можно  выбрать для неё цвет из полной палитры цветов.

   Выбор третьего цвета для  рисования

   Все знают, что на левую и правую кнопки мыши можно назначить разные цвета, щелкнув соответствующей кнопкой  на палитре. Однако, если при этом зажать клавишу Ctrl, можно дополнительно  указать третий цвет. Для его использования  зажмите и держите клавишу Ctrl. С приходом операционной системы Windows 7, после появления Цвет 1 (Color 1) и  Цвет 2 (Color 2), эта функция была убрана.

   Пипетка

   Инструмент  «Одноразового» действия — после  применения автоматически возвращает тот инструмент, который был активен  до её включения. Левой кнопкой берёт  основной цвет, правой — фоновый. С  нажатым Ctrl берёт «третий» цвет.

   Заливка

   В связи с тем, что в Paint не используется антиалиасинг и полупрозрачность, заливка  аккуратно и чётко заполняет  области, обведённые любыми кривыми  линиями. Пользуясь заливкой и пипеткой, можно быстро стереть множество  деталей одного цвета на фоне другого  — достаточно залить этот фон цветом деталей, а затем вернуть ему  его цвет.

   Залить  тонкий наклонный контур сложно, потому что часто он не имеет смежных  точек на всём своём протяжении. Иногда эту задачу проще решить, сделав его толще — продублировав  этот контур рядом, с помощью возможностей выделения с прозрачностью и  копирования.

          Замена цвета

   Инструмент  «Ластик» работает, фактически рисуя  вторым — «фоновым» — цветом там, где им проведут при нажатой  левой кнопке мыши. Однако, если им водить при нажатой правой кнопке, то он будет «стирать» фоновым цветом только то, что нарисовано первым —  «основным» — цветом.

   Десятикратное увеличение

   Выберите  инструмент «Лупа» и щелкните мышью  на границе панели под восьмикратным  увеличением. Изображение будет  увеличено в 10 раз

   Выделение

   Выделенный  фрагмент оказывается «плавающим» (он может быть перенесён в любое  место рабочей области без  изменения самой картинки), а его  место заполняется фоновым цветом. При этом, если в момент начала перетаскивания нажата клавиша Ctrl, в начальной позиции  остаётся «штамп» — туда впечатывается  копия плавающего выделения (при  первоначальном перемещении получается так, как будто унесена копия  выделенного, а на исходном месте  ничего не изменилось). Если нажата клавиша Shift — то подобный штамп делается и во всех промежуточных точках перемещения.

   Прозрачное  выделение

   Прозрачным  считается цвет, который в момент выделения назначен фоновым (назначается  правой кнопкой мыши — как с  палитры, так и с рабочей области  инструментом взятия цвета (пипеткой)).

   Пользовательская  кисть

   Сделайте  сбоку от своего изображения свободное  поле, отодвинув в сторону правый или нижний край полотна за имеющийся  на нём маркер (добавленная область  будет закрашена «фоновым» цветом). Нарисуйте там, на фоновом цвете, картинку, которую хотите использовать как кисть. Выделите эту часть  изображения в режиме прозрачного  фона и, зажав Ctrl чтобы оставить её копию  для следующих применений, перенесите выделение в то место, где должен начаться штрих такой кистью. Теперь зажмите клавишу Shift и перемещайте  выделенный фрагмент. Он будет оставлять  след — так же, как оставляет  след инструмент кисть (можно сказать, что шлейф от изображения примет вид карточной колоды).

   Подрезка  вставленного изображения

   Это удобно например, при подготовке скриншотов, когда нужно не всё изображение  экрана, а его центральная часть. Можно нажать PrintScr или Alt + PrintScr что  бы поместить в буфер обмена изображение  всего экрана или активного окна, и вставить его в Paint. Вставленное  изображение оказывается выделенным, и поэтому его можно перемещать. Перемещаем его влево-вверх так, чтобы ненужная часть изображения  оказалась за пределами области  рисования — так после снятия выделения изображение оказывается  подрезанным слева и сверху. Затем  снимаем выделение, щёлкнув за его  пределами справа или снизу, и  получаем возможность уменьшить  область рисования, переместив её нижний и правый края — так изображение  становится подрезанным и с оставшихся сторон.