Графические редакторы

    Эти условия определяются иерархией  объектов (то есть законами их взаимодействия между собой), разрешенными плоскостями  движения, предельными углами поворотов, величинами ускорений и скоростей. Такой подход называют методом инверсной кинематики движения. Он хорошо работает при моделировании механических устройств. В случае с имитацией живых объектов используют так называемые скелетные модели. То есть, создается некий каркас, подвижный в точках, характерных для моделируемого объекта. Движения точек просчитываются предыдущим методом. Затем на каркас накладывается оболочка, состоящая из смоделированных поверхностей, для которых каркас является набором контрольных точек, то есть создается каркасная модель. Каркасная модель визуализуется наложением поверхностных текстур с учетом условий освещения. В ходе перемещения объекта получается весьма правдоподобная имитация движений живых существ.

    Наиболее  совершенный метод анимации заключается в фиксации реальных движений физического объекта. Например, на человеке закрепляют в контрольных точках яркие источники света и снимают заданное движение на видео- или кинопленку. Затем координаты точек по кадрам переводят с пленки в компьютер и присваивают соответствующим опорным точкам каркасной модели. В результате движения имитируемого объекта практически неотличимы от живого прототипа.

    Процесс расчета реалистичных изображений  называют рендерингом (визуализацией). Большинство современных программ рендеринга основаны на методе обратной трассировки лучей (Backway Ray Tracing). Применение сложных математических моделей позволяет имитировать такие физические эффекты, как взрывы, дождь, огонь, дым, туман¹. По завершении рендеринга компьютерную трехмерную анимацию используют либо как самостоятельный продукт, либо в качестве отдельных частей или кадров готового продукта.

    Особую  область трёхмерного моделирования  в режиме реального времени составляют тренажеры технических средств  – автомобилей, судов, летательных и космических аппаратов. В них необходимо очень точно реализовывать технические параметры объектов и свойства окружающей физической среды. В более простых вариантах, например при обучении вождению наземных транспортных средств, тренажеры реализуют на персональных компьютерах.

    Самые совершенные на сегодняшний день устройства созданы для обучения пилотированию космических кораблей и военных летательных аппаратов. Моделированием и визуализацией  объектов в таких тренажерах заняты несколько специализированных графических станций, построенных на мощных RISC-процессорах и скоростных видеоадаптерах с аппаратными ускорителями трехмерной графики. Общее управление системой и просчет сценариев взаимодействия возложены на суперкомпьютер, состоящий из десятков и сотен процессоров. Стоимость таких комплексов выражается девятизначными цифрами, но их применение окупается достаточно быстро, так как обучение на реальных аппаратах в десятки раз дороже. 
 
 
 
 
 
 

    3. Программное обеспечение  для работы с  компьютерной графикой.

    3.1 Программные средства создания растровых изображений

    Компьютерная  двумерная живопись создается среди  очень популярных программ, таких  как Painter компании Fractal Design, FreeHand Macromedia и Fauve Matisse. Самым широким спектром   средств рисования и работы с цветом обладает пакет Painter компании Fractal Design. Этот пакет моделирует различные инструменты, такие как кисти, карандаш, перо, уголь и тд., также превосходно копирует материалы такие как акварель, масло, тушь, до такой степени, что может добиться эффекта натуральности среды. Ни чем не уступает и даже превосходит последние версии программы  FreeHand. Эти программы имеют большой спектр средств редактирования изображений и текста, содержит огромный набор инструментов для работы с цветом, к нему также относится многоцветная градиентная заливка.

    Среди программ для создания изображений  на платформе Macintosh стоит отметить пакет  для редактирования растровой живописи и изображений PixelPaint Pro компании Pixel Resources.

    Среди программ компьютерной живописи для графических станций Silicon Graphics(SGI) особое место занимает пакет StudioPaint 3D компании Alias Wavefront, который позволяет рисовать различными инструментами (“кистями”) в режиме реального времени прямо на трехмерных моделях. Пакет работает с неограниченным количеством слоев изображения и предоставляет 30 уровней отмены предыдущего действия (undo), включает операции цветокоррекции и “сплайновые кисти”, “мазок” которых можно редактировать по точкам как сплайновую кривую. StudioPaint 3D поддерживает планшет с чувствительным пером, что дает возможность художнику сделать традиционный эскиз от руки, а затем позволяет перенести рисунок в трехмерные пакеты для моделирования или анимации и построить по эскизу трехмерную модель.

    Adobe Photoshop

    Самой распространенной из программ  для обработки растрового представления изображений является Photoshop компании Adobe. Эта программа является стандартом не только для растровых изображений, но и всей компьютерной графики, также ее берут как основной источник сравнения.

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

• Палитра «Кисти» является основой управления настройками параметром инструментов редактирования.. В режим редактирования кисти входят после двойного щелчка на ее изображении в палитре. При нажатии двойного щелчка мыши, кисть переходит в режим редактирования изображения  палитре. Кисть уничтожается при щелчке мыши и нажатой клавише CTRL. Новую же кисть можно создать при двойном щелчке на свободном поле палитры, при этом открывая диалоговое окно создания новой кисти, которая автоматически добавляется в палитру. 
• Палитра «Параметры» предназначается для изменения свойств текущего инструмента. Что бы открыть эту палитру, нужно навести курсор на строку меню, также это ее можно открыть двойным щелчком на значке 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.

    3.2Программы векторной графики

    Программы векторной графики очень разнообразны, такие как: Micrografx Disigner, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand, Corel Xara и Corel Drow. И все эти программы предназначены для подготовки материалов к печати и создания страниц в интернете. По своей сути все программы векторной графики очень развитые и мощные инструментальные средства.

    Все графические объекты создаются  путем иллюстрированной векторной  графики. Главной характеристикой  качества и полезности средств векторной  графики является масштабирование.

    Объективно-ориентированный –это средство векторной графики, позволяющее рисовать контуры объектов, а  затем заполнять узорами или закрашивать их. Особенность объективно- ориентированного средства графики заключается в том, что она очень точно воспроизводит эти контуры, задавая очень точный размер. В этом и заключается главное отличие от растрового изображения, так как они формируются при помощи математической модели из точек и кривых, а не в виде сетки, заполненной прямоугольными пикселями.

    Также особенностью векторной графики  является многоцветная градиентная  закраска, она относится к новым возможностям векторных представлений изображений. Такие примитивы, как многоугольники, звезды и спирали, стали обычными атрибутами подобных пакетов. Связанные цвета позволяют заменить красный цвет розы  желтым, изменив только базовый цвет; все связанные оттенки изменятся автоматически. Многослойные интерактивные цветные "диапозитивы" обеспечивают ранее недостижимую глубину, и вы можете преобразовывать векторные изображения в растровые в рамках векторного графического файла. Если вчерашние пакеты векторной графики позволяли только помещать растровое изображение в ваш файл, то с помощью современных программ можно встраивать представленные в растровой форме изображения, изменять их размеры и даже накладывать специальные эффекты и маски. Это облегчает процесс получения окончательного изображения средствами многослойной графики - объединением векторных и растровых файлов необходимым, для создания логотипов, печатных рекламных объявлений и картинок для Web.

    Принципы, лежащие в основе последних пакетов, полностью меняют суждения о векторной графике. CorelXara 1.5 реализует качественно новый подход к визуализации, располагает потрясающими средствами создания выходных файлов .GIF и JPEG и феноменально быстрым внешним модулем браузера для работы с векторной графикой. Пакет Expression 1.0 фирмы Fractal Design позволяет строить контуры из других сложных векторных графических изображений, предоставляя в распоряжение пользователя безграничное разнообразие визуальных возможностей, недостижимое с помощью других программ.

    В отличие от предназначенного для  начинающих пользователей программного обеспечения настольных издательских систем и даже программ редактирования фотоизображений, где, как правило, содержатся наиболее часто используемые средства редактирования, графические пакеты для новичков обычно ориентированы на решение конкретных задач, например построение диаграмм или техническое черчение. Приобрести навыки свободного рисования кривых Безье трудно и для профессионала; не менее сложно освоить и основные принципы машинного черчения, например изображение разрезов и сечений. Кроме того, многие приступающие пользователи не ощущают различий между растровой и векторной графикой и могут не знать, в каких случаях какими пакетами пользоваться. Из-за причин начинающие должны соизмерять свои задачи с возможностями программы и переходить к полнофункциональному пакету рисования, только когда будут готовы к этому.

    В большинстве случаев для создания простых иллюстраций начинающим достаточно уметь работать с теми программными средствами, которые, возможно, в них уже имеются. Комплекты программ Microsoft, Corel и Lotus содержат инструменты рисования в своих модулях текстового процессора и презентационной графики, а также библиотеки клипартов. Кроме того, с помощью функций AutoShape можно создавать большое число стандартных форм и любых символов для построения диаграмм (которые могут отбрасывать тени или даже получаться с помощью "экструзии" и благодаря этому приобретать объемность), а галерея WordArt предоставляет интересные и цветные стили текста, которыми можно пользоваться в заголовках или ярлыках. 

    Особенности CorelDraw

    Векторный графический редактор CorelDraw канадской фирмы Corel Corporation получил известность благодаря широким возможностям, наличию огромных библиотек готовых изображений, мощной встроенной системе обучения и подсказок, верной маркетинговой политике разработчика. Некоторые средства CorelDraw  не имеют аналогов в других векторных редакторах и делают его уникальным продуктом. Мнение о пресловутой сложности интерфейса CorelDraw на самом деле не имеет под собой оснований — программа предоставляет пользователю удобные и интуитивно понятные средства создания и редактирования графики. Тесная интеграция СогеЮгаи/ с пакетом обработки растровой графики Coral PhotoPaint и программой верстки Corel Ventura Publisher позволяет создать законченную систему подготовки электронных и полиграфических публикаций.

    В целом интерфейс CorelDraw выполнен в традициях, ставших стандартом де-факто для приложений в операционной системе Windows. То есть, окно программы имеет стандартные элементы: строку заголовка с соответствующими кнопками, строку меню, строку состояния, панель инструментов, другие панели, состав которых может определять пользователь, полосы прокрутки и прочее. Однако интерфейс CorelDraw имеет и свои особенности, отличающие его от других программ.

    Во-первых, конфигурация интерфейса может быть настроена аналогично другим популярным графическим пакетам, например Adobe illustrators или Macromedia FreeHand. То есть, пользователь, привыкший к работе в среде этих редакторов, при переходе к CorelDraw может остаться в рамках уже освоенного интерфейса.

    Во-вторых, начиная с восьмой версии появился особый тип элементов управления — Dockers , или стыкуемые палитры. Такие палитры обладают свойством «приклеиваться» при перетаскивании мышью к одной из сторон рабочего поля или друг к другу с образованием вкладок. Заголовок окна палитры содержит закрывающую и сворачивающую кнопки. Удобство применения стыкуемых палитр заключается в том, что при их сворачивании (раскрытии) автоматически изменяется размер рабочего поля и пользователю нет необходимости вручную масштабировать вид изображения, что требуется в других программах.

    Наконец, уникальными интерактивными свойствами обладает Property Bar  (Панель свойств). Состав ее элементов управления динамически меняется в зависимости от типа выбранного объекта. То есть, при выборе текста на панели свойств появляются элементы управления свойствами текста, при выборе линии — элементы управления свойствами линии и т. д. Тесно связаны с панелью свойств интерактивные средства управления заполнением, параметрами контуров и прочими свойствами объектов. Их вызов осуществляется из раскрывающегося меню, появляющегося после щелчка правой кнопкой мыши на выбранном объекте.

    Настройка параметров CorelDraw .Для удобной и эффективной работы в CorelDraw прежде всего необходимо настроить параметры программы в соответствии с решаемыми задачами и предпочтениями пользователя. Возможности настройки поистине уникальны и не имеют аналогов в других графических программах. Все настройки, выбираемые командой «Сервис»- «Параметры», подразделяются на три основных раздела. Раздел «Рабочая область»- содержит средства управления параметрами интерфейса; раздел «Документ»- позволяет управлять свойствами разрабатываемого проекта; средствами раздела «Глобальное»- управляют параметрами взаимодействия редактора с аппаратными устройствами и другими внешними компонентами.