Контрольная работа по "Информатике"

Растровые изображения очень чувствительны  к масштабированию (увеличению или  уменьшению). Когда растровое изображение  уменьшается, несколько соседних точек  превращаются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При укрупнении изображения увеличивается  размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который виден  невооруженным глазом. 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.

К векторным  графическим редакторам относятся  графический редактор, встроенный в  текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространены CorelDRAW и Adobe Illustrator.

 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.

Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, У), линия —  координатами начала (XI, У1) и конца (Х2, У2), окружность — координатами центра (X, У) и радиусом (Я), прямоугольник  — величиной сторон и координатами левого верхнего угла (XI, У1) и правого  нижнего угла (Х2, У2) и т. д. Для  каждого примитива назначается  также цвет.

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.

Панели  инструментов графических редакторов. Графические редакторы имеют  набор инструментов для создания или рисования простейших графических  объектов: прямой линии, кривой, прямоугольника, эллипса, многоугольника и т. д. После  выбора объекта на панели инструментов его можно нарисовать в любом  месте окна редактора. Выделяющие инструменты. В графических редакторах над  элементами изображения возможны различные  операции: копирование, перемещение, удаление, поворот, изменение размеров и т. д. Чтобы выполнить какую-либо операцию над объектом, его сначала необходимо выделить.

Для выделения объектов в растровом  графическом редакторе обычно имеются  два инструмента: выделение прямоугольной  области и выделение произвольной области. Процедура выделения аналогична процедуре рисования.

Выделение объектов в векторном редакторе  осуществляется с помощью инструмента  выделение объекта (на панели инструментов изображается стрелкой). Для выделения  объекта достаточно выбрать инструмент выделения и щелкнуть по любому объекту  на рисунке.

Инструменты редактирования рисунка позволяют  вносить в рисунок изменения: стирать его части, изменять цвета  и т. д. Для стирания изображения  в растровых графических редакторах используется инструмент Ластик, который  убирает фрагменты изображения (пиксели), при этом размер Ластика можно  менять.   

В векторных  редакторах редактирование изображения  возможно только путем удаления объектов, входящих в изображение, целиком. Для  этого сначала необходимо выделить объект, а затем выполнить операцию Вырезать.

Операцию  изменения цвета можно осуществить  с помощью меню Палитра, содержащего  набор цветов, используемых при создании или рисовании объектов.

Текстовые инструменты позволяют добавлять  в рисунок текст и форматировать  его.

В растровых  редакторах инструментом Надпись (буква  А на панели инструментов) создаются  текстовые области на рисунках. Установив  курсор в любом месте текстовой  области, можно ввести текст. Форматирование текста производится с помощью панели Атрибуты текста. В векторных редакторах тоже можно создавать текстовые  области для ввода и форматирования текста. Кроме того, надписи к  рисункам вводятся посредством, так  называемых выносок различных форм.   

Масштабирующие  инструменты в растровых графических  редакторах дают возможность увеличивать  или уменьшать масштаб представления  объекта на экране, не влияя при  этом на его реальные размеры. Обычно такой инструмент называется Лупа.

Графический формат — это способ записи графической  информации. Графические форматы  файлов предназначены для хранения изображений, таких как фотографии и рисунки.

Рассмотрим  расширения растрового графического формата:

1) Формат  файла BMP (сокращенно от BitMaP) - это  "родной" формат растровой графики  для Windows, поскольку он наиболее  близко соответствует внутреннему  формату Windows, в котором эта система хранит свои растровые массивы. Для имени файла, представленного в BMP-формате, чаще всего используется расширение BMP, хотя некоторые файлы имеют расширение RLE, означающее run length encoding (кодирование длины серий). Расширение RLE имени файла обычно указывает на то, что произведено сжатие растровой информации файла одним из двух способов сжатия RLE, которые допустимы для файлов BMP-формата.

В файлах BMP информация о цвете каждого  пиксела кодируется 1, 4, 8, 16 или 24 бит (бит/пиксел). Числом бит/пиксел, называемым также глубиной представления цвета, определяется максимальное число цветов в изображении. Изображение при  глубине 1 бит/пиксел может иметь  всего два цвета, а при глубине 24 бит/пиксел - более 16 млн. различных  цветов.

2) PCX 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. Хотя область применения  этого популярного формата сокращается,  файлы формата PCX, которые легко  узнать по расширению PCX, все еще  широко распространены сегодня.

Файлы PCX разделены на следующие три  части: заголовок PCX, данные растрового массива и факультативная таблица  цветов. 128-байт заголовок PCX содержит несколько  полей, в том числе поля размера  изображения и числа бит для  кодирования информации о цвете  каждого пикселя. Информация растрового массива сжимается с использованием простого метода сжатия RLE; факультативная таблица цветов в конце файла  содержит 256 значений цветов RGB, определяющих цвета изображения. Формат PCX первоначально  был разработан для адаптеров CGA- и EGA-дисплеев и в дальнейшем был  модифицирован для использования  в адаптерах VGA и адаптерах истинных цветов. Кодирование цвета каждого  пикселя в современных изображениях PCX может производиться с глубиной 1, 4, 8 или 24 бит.

3) Если PCX - один из самых простых для  декодирования форматов растровой  графики, то TIFF (Tagged Image File Format, формат  файлов изображения, снабженных  тегами) - один из самых сложных.  Файлы TIFF имеют расширение TIFF. Каждый  файл начинается 8-байт заголовком  файла изображения (IFH), важнейший  элемент которого - каталог файла  изображения (Image File Directory, IFD) - служит  указателем к структуре данных. IFD представляет собой таблицу  для идентификации одной или  нескольких порций данных переменной длины, называемых тегами; теги хранят информацию об изображении. В спецификации формата файлов TIFF определено более 70 различных типов тегов. Например, тег одного типа хранит информацию о ширине изображения в пикселах, другого - информацию о его высоте. В теге третьего типа хранится таблица цветов (при необходимости), а тег четвертого типа содержит сами данные растрового массива. Изображение, закодированное в файле TIFF, полностью определяется его тегами, и этот формат файла легко расширяется, поскольку для придания файлу дополнительных свойств достаточно лишь определить дополнительные типы тегов.

Так что же делает TIFF столь сложным? С  одной стороны, составление программ, различающих все типы тегов, - это  непростое дело. В большинстве  программ для чтения файлов TIFF реализуется  только подмножество тегов, именно поэтому  созданный одной программой файл TIFF иногда не может быть прочитан другой. Кроме того, программы, создающие  файлы TIFF, могут определять собственные  типы тегов, имеющие смысл только для них. Программы чтения файлов TIFF могут пропускать непонятные для  них теги, но всегда существует опасность, что это повлияет на внешний вид  изображения.

Еще одна сложность заключается в  том, что файл TIFF может содержать  несколько изображений, каждому  из которых сопутствуют собственный IFD и набор тегов. Данные растрового массива в файле TIFF могут сжиматься  с использованием любого из нескольких методов, поэтому в надежной программе  для чтения файлов TIFF должны быть средства распаковки RLE, LZW (LempelZivWelch) и несколько  других. Ситуацию еще больше ухудшает то обстоятельство, что пользование  программами распаковки LZW должно осуществляться в соответствии с лицензионным соглашением  с фирмой Unisys Corp. на право пользования  алгоритмом LZW и часто за плату. В  результате даже самые лучшие программы  считывания TIFF нередко "сдаются", когда сталкиваются со сжатым по методу LZW изображением.

Несмотря  на свою сложность, файловый формат TIFF остается одним из лучших для передачи растровых массивов с одной платформы  на другую благодаря своей универсальности, позволяющей кодировать в двоичном виде практически любое изображение  без потери его визуальных или  каких-либо иных атрибутов.

4) Большинство  ведущих специалистов-графиков, имеющих  дело с алгоритмом LZW, сталкиваются  с аналогичными юридическими  проблемами при использовании  популярного межплатформенного  формата файлов растровой графики  GIF (Graphics Interchange Format - формат обмена  графическими данными, произносится "джиф"), разработанного компанией CompuServe. Обычно для имени файлов GIF используется расширение GIF, и тысячи таких файлов можно получить в CompuServe.

Структура файла GIF зависит от версии GIF-спецификации, которой соответствует файл. В  настоящее время используются две  версии, GIF87a и GIF89a. Первая из них проще. Независимо от номера версии, файл GIF начинается с 13-байт заголовка, содержащего сигнатуру, которая идентифицирует этот файл в  качестве GIF-файла, номер версии GIF и  другую информацию. Если файл хранит всего  одно изображение, вслед за заголовком обычно располагается общая таблица  цветов, определяющая цвета изображения. Если в файле хранится несколько  изображений (формат GIF, аналогично TIFF, позволяет в одном файле кодировать два и больше изображений), то вместо общей таблицы цветов каждое изображение  сопровождается локальной таблицей цветов.

5) Формат PNG (Portable Network Graphic - переносимый сетевой  формат, произносится "пинг") 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. 

6) Формат  файла JPEG (Joint Photographic Experts Group - Объединенная  экспертная группа по фотографии, произносится "джейпег) был разработан  компанией C-Cube Microsystems как эффективный  метод хранения изображений с  большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании  фотографий с многочисленными  едва уловимыми (а иногда и  неуловимыми) оттенками цвета.  Самое большое отличие формата  JPEG от других рассмотренных здесь  форматов состоит в том, что  в JPEG используется алгоритм сжатия  с потерями (а не алгоритм без  потерь) информации. Алгоритм сжатия  без потерь так сохраняет информацию  об изображении, что распакованное  изображение в точности соответствует  оригиналу. При сжатии с потерями  приносится в жертву часть  информации об изображении, чтобы  достичь большего коэффициента  сжатия. Распакованное изображение  JPEG редко соответствует оригиналу  абсолютно точно, но очень часто  эти различия столь незначительны,  что их едва можно (если вообще  можно) обнаружить.

Рассмотрим  самые распространенные расширения графических файлов векторного формата.

1) Encapsulated PostScript (EPS) — расширение формата  PostScript, данные в котором записываются  в соответствии со стандартом DSС (английский, Document Structuring Conventions), но при этом c рядом расширений, позволяющих использовать этот  формат как графический.

Формат EPS был создан компанией Adobe на основе языка PostScript и послужил базой для  создания ранних версий формата Adobe Illustrator.

В своей минимальной  конфигурации EPS-файл имеет так называемый BoundingBox DSC comment — информацию, описывающую  размер изображения. Таким образом, даже если приложение не может растеризовать  данные, содержащиеся в файле, оно  имеет доступ к размерам изображения  и его preview.

Программа QuarkXPress версий 4, 5 и 6 не может растеризовать данные из EPS-файла, поэтому использует в  верстке только preview — уменьшенную  копию всего изображения, которая  хранится в EPS-файле отдельно от основных данных. Программа Adobe InDesign версий CS-CS4 такого ограничения не имеет. Использование  уменьшенной по качеству копии изображения  предназначено для упрощения  вывода изображения на экран и, как  следствие, значительного ускорения  работы с вёрсткой. Preview может быть записано в формате TIFF или WMF (только для РС) или вовсе опущено.