Компьютерная графика

Есть и некоторые другие специфические форматы. Так, в некоторых случаях говорят о "цветовой модели RGBA" - понимая под "A" четвертую, в дополнение к RGB, компоненту, кодирующую прозрачность изображения в данной точке ("Альфа-канал").

Иногда рассматривают как отдельную цветовую модель CMY - некоторый "усеченный вариант" модели CMYK, имеющий право на жизнь постольку, поскольку теоретически трех цветов достаточно для передачи всего диапазона. Правда, только теоретически - практически, с учетом свойств бумаги, красок и др. факторов 100 100 100 в цветовой модели CMY дает буро-темный цвет.

Характеристика растровых изображений:

Растровые данные занимают много места. Изображение CMYK формата A4, оптимизированное для печати среднего качества (150 lpi), занимает 40 MB. Сжатие может уменьшить размер файла.

Попытка увеличить растровое изображение показывает один из его главных недостатков: если его увеличить слишком сильно, изображение выглядит ненатуральным и начинает разбиваться на отдельные элементы. Но и большое уменьшение приводит к потере четкости.

Растровые изображения очень просто печатать, если ваш RIP или принтер имеет достаточно памяти. Старые устройства PostScript level 1 затруднялись печатать изображения (особенно однобитные), если они были повернуты в верстке, но новые устройства имеют достаточно ресурсов, чтобы обрабатывать любые эффекты без затруднений.

Есть сотни приложений, которые могут быть использованы для создания или обработки растровых изображений. В препрессе полностью доминирует Adobe PhotoShop. Но это не значит, что другие альтернативы, такие как Corel Photo-Paint, должны игнорироваться.

Растровые данные могут сохраняться в большом количестве форматов. Вот некоторые из них:

GIF — формат, использующий алгоритм  сжатия без потерь информации LZW. Максимальная глубина цвета — 8 бит (256 цветов). В нём также есть возможность записи анимации. Поддерживает прозрачность пикселей (двухуровневая — полная прозрачность, либо полная непрозрачность). Данный формат широко применяется при создании Web—страниц. GIF—формат позволяет записывать изображение «через строчку», благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Его выгодно применять для изображений с малым количеством цветов и резкими границами (например, для текстовых изображений).

JPEG (JPG) — формат, использующий алгоритм  сжатия с потерями информации, который позволяет уменьшить  размер файла в сотни раз. Глубина  цвета — 24 бит. Не поддерживается  прозрачность пикселей. При сильном  сжатии в области резких границ появляются дефекты. Формат JPEG хорошо применять для сжатия полноцветных фотографий. Учитывая то, что при повторном сжатии происходит дальнейшее ухудшение качества, рекомендуется сохранять в JPEG только конечный результат работы. JPEG широко применяется при создании Web—страниц, а также для хранения больших коллекций фотографий.

 Сравнение GIF и JPEG

 —         GIF —  формат удобен при работе с  рисованными картинками;

 —         JPEG —  формат лучше использовать для  хранения фотографий и изображений с большим количеством цветов;

 —         для  создания анимации и изображений  с прозрачным фоном применяется GIF—формат.

BMP — это  формат графического  редактора Paint. В нём не применяется  сжатие. Он хорошо подходит для  хранения очень маленьких изображений — таких как иконки на рабочем столе. Большие же файлы в этом формате занимают слишком много места.

PNG — разработан с целью заменить  формат GIF. Использует алгоритм сжатия Deflate без потерь информации (усовершенствованный LZW). Максимальная глубина цвета — 48 бит. Поддерживает каналы градиентных масок прозрачности (256 уровней прозрачности). PNG — относительно новый формат, и поэтому ещё не очень распространён. В основном используется в Web—дизайне. К сожалению, даже в некоторых современных браузерах (таких, как Internet Explorer 6) отсутствует поддержка прозрачности PNG и поэтому не рекомендуется использовать прозрачные PNG изображения на Web—страницах.

TIFF — формат, специально разработанный  для сканированных изображений. Может использовать алгоритм сжатия без потерь информации LZW. Позволяет сохранять информацию о слоях, цветовых профилях(ICC—профилях) и каналах масок. Поддерживает все цветовые модели. Аппаратно независим. Используется в издательских системах, а также для переноса графической информации между различными платформами.

PSD — формат графического редактора Adobe Photoshop. Использует алгоритм сжатия  без потерь информации RLE. Позволяет  сохранять всю информацию, создаваемую  в этой программе. Кроме этого, в связи с популярностью Photoshop, данный формат поддерживается практически всеми современными редакторами компьютерной графики. Его удобно использовать для сохранения промежуточного результата при работе в Photoshop и других растровых редакторах.

RIFF — формат графического редактора Corel Painter. Позволяет сохранять всю информацию, создаваемую в этой программе. Его следует использовать для сохранения промежуточного результата при работе в Painter.

Редакторы растровой графики:

Microsoft Paint  - простой (или лучше  сказать - простейший) редактор, входящий в стандартную поставку операционных систем Microsoft. Он обладает набором простейших функций (кисточка, карандаш, резинка и т.д.), которые позволяют создавать незамысловатые картинки. К сожалению, для обработки графики он практически не пригоден. Картинку, которую вы видете справа - это большее, на что способен этот редактор.

Adobe Photoshop  - на сегодняшний день  это самый мощный пакет для  профессиональной обработки растровой  графики. Это целый комплекс, обладающий  многочисленными возможностями модификации растрового рисунка, имеющий огромный набор различных фильтров и эффектов, причем есть возможность подключать инструменты независимых производителей.

Пакет предлагает, например, средства для восстановления поврежденных изображений, ретуширования фотографий или создания самых фантастических коллажей, которые только может позволить себе наше воображение. В общем, потенциал этого пакета поистене огромен. Начиная с версии 5.5 в пакет включена программа Adobe ImageReady, предоставляющие огромные возможности по обработке графики под WEB (оптимизация изображений, создание анимированных gif, "разрезание" картинок на более мелкие и т.д.). Девиз разработчиков Adobe Photoshop - "Camera of your mind" - предполагает не только техническое совершенство, но и полную свободу творчества, на которую человек, работающий с этой программой, просто обречен.

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.

PhotoPaint -  еще один не менее известный графический редактор (из пакета Corel Draw) для обработки растровой графики, конкурирующий с Adobe Photoshop. Здесь также имеются все необходимые инструменты для обработки графики, разнообразные фильтры, текстуры. Разница лишь в удобстве работы, интерфейсе и скорости наложения фильтров - наложение происходит немного медленнее.

Painter -  редактор предоставляет  великолепные возможности для  эмуляции реальных инструментов  рисования: графит, мел, масло и т.д. Также позволяет имитировать фактуру поверхности материалов, живопись, создавать анимацию. Очень удобен для разработки фоновых рисунков или Web-страниц в стиле живописи. Пользуясь это программой чуствуешь себя настоящим художником.

Существует еще ряд редакторов (Microsoft Photo Editor, Microsoft Photo DRAW), также позволяющих реализовать простейшие задачи, но не удовлетворяющих запросам профессионалов.

Плюсы растровых изображений:

- Можно вводить изображение со сменных носителей (сканер, цифровая- видеокамеры и пр.).

- Есть возможность создавать реалистичное растровое изображение.

- Простота создания изображения — создание рисунка напоминает обычное рисование, где вместо карандаша используется манипулятор мышь или цифровое перо.

- Каждому видеопикселю можно придать любой из миллионов цветовых оттенков. Если размеры пикселей приближаются к размерам видеопикселей, то растровое изображение выглядит не хуже фотографии. Таким образом, растровая графика эффективно представляет изображения фотографического качества.

Растровое изображение, полученное в результате сканирования фотографии.

- Компьютер легко управляет устройствами вывода, которые используют точки для представления отдельных пикселей. Поэтому растровые изображения могут быть легко распечатаны на принтере.

Главное преимущество растровое изображение имеет в том, что обеспечивает более реалистичную передачу градаций цветов и полутонов, а также более высокую детализацию графики. По умолчанию в растровой графике используется цветовая палитра RGB.

Минусы растровых изображений:

- В файле растрового изображения запоминается информация о цвете каждого видеопикселя в виде комбинации битов. Изображение наиболее простого типа имеет только два цвета. В этом случае для кодирования цвета каждого видеопикселя требуется 2 значения, значит, достаточно одного бита памяти - двух значений: 0 и 1. Если цвет видеопикселя определяется двумя битами, то мы имеем 4 возможных комбинации 0 и 1: 00, 01, 10, 11, значит, уже можно закодировать 4 цвета. Четыре бита памяти позволяют закодировать 16 цветов, 8 битов - 256 цветов, 24 бита 16 777 216 различных цветовых оттенков.

Простые растровые картинки занимают небольшой объем памяти (несколько десятков или сотен килобайтов). Изображения фотографического качества часто требуют несколько мегабайтов. Например, если размер графической сетки 1240 · 1024, а количество используемых цветов - 16 777 216, то объем растрового файла составляет около 4 Мб.

Таким образом, для хранения растровых изображений требуется большой объем памяти.

- При увеличении качество графики ухудшается — становятся видны пиксели.

- Сложно редактировать изображение.

В заключение, компьютерная или машинная графика - это вполне самостоятельная область человеческой деятельности, со своими проблемами и спецификой. Компьютерная графика - это и новые эффективные технические средства для проектировщиков, конструкторов и исследователей, и программные системы и машинные языки, и новые научные, учебные дисциплины, родившиеся на базе синтеза таких наук как аналитическая, прикладная и начертательная геометрии, программирование для ПК, методы вычислительной математики и т.п. Машина наглядно изображает такие сложные геометрические объекты, которые раньше математики даже не пытались изобразить.