Статья по информатике на тему "Методы графических изображений"

Новоуренгойский филиал Профессионального образовательного учреждения

«Уральский региональный колледж»

РЕФЕРАТ

МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

09.02.03 Программирование в компьютерных системах

Обучающийся гр. П-270 ____________ Черновалов Дмитрий Александрович

__.__.2021 г.

Оценка за выполнение и защиту                        _______________________

Руководитель            _____________                Малышева Светлана Ивановна

__.__2021 г.

Новый Уренгой, 2021

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                            3

1        МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ         6

1.1  Растровая графика                                                                             6

1.2  Векторная графика                                                                            7

1.3  Фрактальная графика                                                                        9

1.4  Трехмерная графика                                                                         10

2        РАЗРЕШЕНИЕ И РАЗМЕР ИЗОБРАЖЕНИЯ                                   14

2.1  Представление цвета в компьютере. Цветовые модели                    15

2.2  Программное обеспечение для работы с графикой                           19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                      25

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ                                      26

ВВЕДЕНИЕ

Компьютерная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности и восприятия, передачи информации..Применяется.в.медицине,.рекламном.бизнесе,.индустрии.развлечений и так далее. Конечным продуктом компьютерной графики является изображение. Это изображение может использоваться в различных сферах, например, оно может быть техническим чертежом, иллюстрацией с изображением детали в руководстве по эксплуатации, простой диаграммой, архитектурным видом предполагаемой конструкции или проектным заданием, рекламной иллюстрацией или кадром из мультфильма.

Компьютерной графикой.в последнее время занимаются.многие,.что обусловлено высокими темпами развития вычислительной техники. Более 90% информации здоровый человек получает через зрение или ассоциирует.геометрическими.пространственными.представлениями..Компьютерная графика имеет огромный потенциал для облегчения процесса познания и творчества, она позволяет развивать пространственное воображение, практическое понимание, художественный вкус.

В компьютерной графике рассматриваются следующие задачи:

• представление изображения в компьютерной графике;

• подготовка изображения к визуализации;

• создание изображения;

• осуществление действий с изображением.

Под.компьютерной.графикой.обычно.понимают.автоматизацию процессов подготовки,.преобразования,.хранения.и воспроизведения графической информации с помощью ЭВМ.

Под графической информацией понимаются модели объектов и их изображения.

Интерактивная компьютерная графика – это так же использование ЭВМ для подготовки и воспроизведения изображений, но при этом пользователь имеет возможность оперативно вносить изменения в изображение непосредственно в процессе его воспроизведения, то есть предполагается возможность работы с графикой в режиме диалога в реальном масштабе времени.

Интерактивная графика представляет собой важный раздел компьютерной.графики,.когда пользователь.имеет.возможность динамически управлять содержимым изображения, его формой, размером и цветом на поверхности дисплея с помощью интерактивных устройств управления.

Достоинства графики:

• наиболее естественные средства общения с ЭВМ;

•.хорошо развитый двухмерный и трехмерный механизм распознавания   образов позволяет очень быстро и эффективно воспринимать и обрабатывать различные виды данных. Как гласит старинная китайская пословица: «Одна картинка стоит тысячи слов»;

•.она позволяет значительно расширить полосу пропускания при общении человека с ЭВМ за счет использования разумного сочетания текста, статических и динамических изображений по сравнению со случаями, когда можно работать только с текстами. Это расширение существенно влияет на возможность понимать данные, выявлять тенденции и визуализировать существующие или воображаемые объекты при обработке.

При обработке информации, связанной с изображением, выделяют три.основных.направления:
1.Распознаваниеобразов; 
2.Обработка.изображений; 
3. Машинная и компьютерная графика.

Основная задача.распознавания.образов состоит в распознавании имеющегося изображения на формально понятном языке символов. Распознавание образов есть совокупность методов, позволяющих получать изображения, поданные на вход, либо отнесение некоторых изображений к некоторому классу.

Обработка изображений рассматривает задачи, в которых и входные,.выходные.данные.являются.изображениями..Примерами.обработки.изображений.могут.служить: 
1. Передача изображений вместе с удалением шумов и сжатием данных; 
2..Переход.от.одного.вида.изображений.к.другому; 
3. Контрастирование различных снимков.

Компьютерная или машинная.графика.применяется,.когда исходной является информация не изобразительной природы, например, визуализация экспериментальных данных в виде графиков или гистограмм, вывод графики в компьютерных играх или синтез сцен для тренажеров. Можно сказать, что компьютерная графика рисует, опираясь на формульные представления, и имеет набор средств.

Основное направление компьютерной графики – иллюстративное, это направление можно понимать расширенно, начиная с представления результатов эксперимента, и кончая созданием рекламных роликов. Стремительно развивающаяся компьютерная графика должна обслуживать свои потребности, расширяя и совершенствуя их.

Вывод.изображения на.экран компьютера.является.неотъемлемым, но всего лишь первым шагом на пути становления машинной графики. Довольно стремительно пройдя иллюстративный отрезок пути своего развития, компьютерная графика сосредоточилась как бы на двух генеральных направлениях: придание изображению необходимой динамики и придание изображению необходимой реалистичности. Достижения компьютерной графики мы видим на экранах телевизоров, на рекламных заставках. Реклама в.этом.случае.выступает.как.мощный.стимул.к.развитию.все.более.совершенного.графического.инструментария..Он.существует.в.виде разнообразных графических пакетов, начиная от простеньких графических редакторов и заканчивая специальным программным обеспечением.

Развитие компьютерной.графики создало новый изобразительный инструментарий, привлекающий внимание дизайнеров и архитекторов.

МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Компьютерная графика подразделяется:

• статичная (неподвижная),

• динамичная (анимация, компьютерная мультипликация).

Каждая из которых в свою очередь делится на двухмерную и трехмерную.

В.зависимости от.способа формирования.изображений, компьютерную графику принято делить:

• растровая;

• векторная;

• фрактальная;

• трехмерная.

1.1 Растровая графика

Растровая графика – машинная графика, в которой изображение представляется двумерным массивом точек (элементов растра), цвет и яркость каждой из которых задается независимо (рис. 1). Растр (растровый массив) – представление изображения в виде двухмерного массива точек, упорядоченных в ряды и столбцы. Для каждой точки растра указывается цвет и яркость. Пиксель – элемент (точка) растра (pixel – сокращение от слов picture.element, то есть элемент изображения), минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения. Пиксель основной.элемент,.кирпичик.всех.растровых.изображений..Термином.пиксель.кроме.отдельного.элемента.растрового.изображения.отображают также отдельную точку на изображении, отдельную точку на экране компьютера, отдельную точку на изображении, напечатанном на принтере.

 Обычно используют термины:

•  пиксель – при ссылке на отдельный элемент растрового изображения;

•  видеопиксель – при ссылке на элемент изображения экрана компьютера;

•  точка – при ссылке на отдельную точку, создаваемую на бумаге.

Достоинства растровой графики:

• растровая графика эффективно представляет реальные образы, так как человеческий глаз приспособлен для восприятия мира как огромных наборов дискретных элементов, образующих предметы; хорошее растровое изображение выглядит реально и естественно;

• растровое изображение наиболее адаптировано для распространенных растровых устройств вывода – лазерных принтеров и других.

Недостатки растровой графики:

•  занимают большой объем памяти;

•  редактирование больших растровых изображений, занимающих большие массивы памяти, требуют большие ресурсы компьютера и, следовательно, требуют большего времени;

•  трудоемкий процесс редактирования растровых изображений;

•  при увеличении размеров изображения сильно ухудшается качество.

Применение:.обработка фотоизображений,.художественная.графика, реставрационные работы, работа со сканером.

         1.2 Векторная графика

Векторная графика описывает изображение с помощью математических формул (рис. 2). По своей сути любое изображение можно разложить на множество простых объектов, как-то – контуры, графические примитивы и так далее. Любой такой простой объект состоит из контура и заливки. Основное преимущество векторной графики состоит в том, что при изменении масштаба изображения оно не теряет своего качества. Отсюда следует и другой вывод – при изменении размеров изображения не изменяется размер файла. Ведь формулы, описывающие изображение, остаются те же, меняется только коэффициент пропорциональности. С другой стороны, такой способ хранения информации имеет и свои недостатки. Например, если делать очень сложную геометрическую фигуру (особенно если их много), то размер «векторного» файла может быть гораздо больше, чем его «растровый» аналог из-за сложности формул, описывающих такое изображение.

Векторную.графику часто называют.объектно-ориентированной графикой.или чертежной графикой..Простые объекты,.такие как окружности,.линии,.сферы,.кубы,.заполнители.(области однотонного или изменяющегося цвета для заполнения частей объектов) и тому подобное, называются примитивами и используются при создании более сложных объектов..В.векторной графике изображения создаются путем комбинации различных объектов.

Файлы.векторной графики могут содержать растровые изображения в качестве одного из типов объектов, представляющего набор инструкций для компьютера, такой растровый фрагмент можно, как правило, только масштабировать, но не редактировать. Существуют программы, поддерживающие оба типа объектов, и позволяют работать как с растровым, так и с векторным изображением одновременно, хотя форматы растровых файлов описывают растровые изображения более эффективно.

Файлы.векторной графики.могут содержать несколько различных элементов:

• наборы векторных команд;

• таблицы информации о цвете рисунка;

• данные о шрифтах, которые могут быть включены в рисунок.

Сложность векторных форматов определяется количеством возможных команд описания объектов. Векторные форматы файлов могут различаться способом кодирования данных, обладать разными цветовыми возможностями. Цвет объекта хранится в виде части его векторного описания.

Преимущества векторной графики:

• векторная графика использует все преимущества разрешающей способности любого устройства вывода (используется максимально возможное количество точек устройства), что позволяет изменять размеры векторного рисунка без потери качества.

• векторная графика позволяет редактировать отдельные части рисунка, не оказывая влияния на остальные

• векторные изображения, не содержащие растровых объектов, занимают относительно небольшое место в памяти компьютера.

Недостатки векторной графики:

• векторные изображения выглядят искусственно.

• легко масштабировать, но меньше оттенков и полутонов чем в растровой графике.

Применение: компьютерная полиграфия, системы компьютерного проектирования, компьютерный дизайн и реклама.

          1.3 Фрактальная графика

 Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях (рис. 3). Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким образом, строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Фрактальная графика, как и векторная – вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

1.4 Трехмерная графика

Трехмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических объектов (рис. 4). В качестве примера рассмотрим наиболее сложный вариант трехмерного моделирования – создание подвижного изображения реального физического тела.

В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется:

• спроектировать и создать виртуальный каркас («скелет») объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме;

• спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные;

• присвоить материалы различным частям поверхности объекта

(на профессиональном жаргоне – «спроектировать текстуры на объект»);

• настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, – задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей;

• задать траектории движения объектов;

• рассчитать результирующую последовательность кадров;

• наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.

Для.создания.реалистичной.модели.объекта используют.геометрические примитивы (прямоугольник, куб, шар, конус и прочие) и гладкие, так называемые сплайновые поверхности. В последнем случае применяют чаще всего метод бикубических рациональных В-сплайнов на неравномерной сетке (NURBS). Вид поверхности при этом определяется расположенной в пространстве сеткой опорных точек. Каждой точке присваивается коэффициент, величина которого определяет степень ее влияния на часть поверхности, проходящей вблизи точки. От взаимного расположения точек и величины коэффициентов зависит форма и «гладкость» поверхности в целом.

После формирования «скелета» объекта необходимо покрыть его поверхность материалами. Все многообразие свойств в компьютерном моделировании сводится к визуализации поверхности, то есть к расчету коэффициента прозрачности поверхности и угла преломления лучей света на границе материала и окружающего пространства.

Закраска поверхностей осуществляется методами Гуро (Gouraud) или Фонга (Phong). В первом случае цвет примитива рассчитывается лишь в его вершинах, а затем линейно интерполируется по поверхности. Во втором случае строится нормаль к объекту в целом, ее вектор интерполируется по поверхности составляющих примитивов и освещение рассчитывается для каждой точки.

Свет,.уходящий.с поверхности в конкретной.точке.в сторону наблюдателя,.представляет.собой сумму компонентов, умноженных на коэффициент, связанный с материалом и цветом поверхности в данной точке. К таковым компонентам относятся:

• свет, пришедший с обратной стороны поверхности, то есть преломленный свет (Refracted);

• свет, равномерно рассеиваемый поверхностью (Diffuse);

• зеркально отраженный свет (Reflected);

• блики, то есть отраженный свет источников (Specular);

• собственное свечение поверхности (Self Illumination).

Следующим этапом является наложение («проектирование») текстур на определенные участки каркаса объекта. При этом необходимо учитывать их взаимное влияние на границах примитивов. Проектирование материалов на объект – задача трудно формализуемая, она сродни художественному процессу и требует от исполнителя хотя бы минимальных творческих способностей.

После завершения конструирования и визуализации объекта приступают к его «оживлению», то есть заданию параметров движения. Компьютерная анимация базируется на ключевых кадрах. В первом кадре объект выставляется в исходное положение. Через определенный промежуток (например, в восьмом кадре) задается новое положение объекта и так далее до конечного положения. Промежуточные значения вычисляет программа по специальному алгоритму. При этом происходит не просто линейная аппроксимация, а плавное изменение положения опорных точек объекта в соответствии с заданными условиями.

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.

РАЗРЕШЕНИЕ И РАЗМЕР ИЗОБРАЖЕНИЯ

Разрешение – это степень детализации изображения, число пикселей, отводимых на единицу площади. Поэтому имеет смысл говорить о разрешении изображения только применительно к какому-либо устройству ввода или вывода изображения. Например, пока имеется обычная фотография на твердом носителе, нельзя сказать о ее разрешении. Но как только мы попытаемся ввести эту фотографию в компьютер через сканер, нам необходимо будет определить разрешение оригинала, то есть указать количество точек, считываемых сканером с одного квадратного дюйма.

Поскольку изображение можно рассматривать применительно к различным устройствам, то следует различать:

• разрешение экрана,

• разрешение печатающего устройства,

• разрешение изображения.

Разрешение экрана.– это свойство компьютерной системы  (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (например, зависит от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселях и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком. Экранное разрешение – 72 пикселя на дюйм.

Разрешение принтера – это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (сокращенно dpi – dot per inch – точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.

Разрешение изображения – это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Чем больше разрешение изображения, тем больше величина файла изображения. Для Web используется экранное разрешение – 72 dpi. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно связано с другим свойством изображения – его физическим размером.

Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселях, чтобы знать, какую часть экрана оно занимает.

Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет.

2.1 Представление цвета в компьютере. Цветовые модели

Каждый пиксель растрового изображения содержит информацию о цвете. Представление информации в компьютере основывается на двоичной системе счисления. Минимальный размер цветовой информации в пикселе – 1 бит, то есть в простейшем случае пиксели на экране могут быть «включены» или «выключены», представляя собой белый и черный цвет. Количество оттенков, которые может воспроизводить отдельный пиксель, определяется глубиной цвета (максимум – 32 бита), позволяющей показывать на экране монитора до 16,7 миллиона цветовых оттенков.

К.полноцветным.(true.color).относятся.типы.изображений с глубиной цвета не менее 24 бит, то есть каждый пиксель такого изображения кодируется как минимум 24 битами, что дает возможность отобразить не менее 16,7 миллиона оттенков. Поэтому иногда полноцветные типы изображения называют True Color (истинный цвет). 

Если мы работаем с черно-белыми изображениями, то цвет кодируется нулем или единицей. Никаких проблем в этом случае не возникает. Для несложных рисунков, содержащих 256 цветов или столько же градаций серого цвета, нетрудно пронумеровать все используемые цвета. Но, для изображений в истинном цвете, содержащих миллионы разных оттенков, простая нумерация не подходит. Для них разработаны несколько моделей представления цвета, помогающих однозначно определить любой оттенок. Цветовые модели позволяют с помощью математического аппарата описать определенные цветовые области спектра.

Цветовая модель (режим) представляет собой правило обозначения цветов пикселей документа. Так как компьютер использует для обозначений цветов числа, необходимо ввести некоторое правило преобразования этих чисел в отображаемые устройствами вывода цвета и наоборот. Таких правил может быть несколько, поэтому каждое из них получает свое название.

Наиболее распространенными цветовыми моделями являются:

• битовый – 2 цвета – черный и белый;

• серый – 256 градаций серого;

• RGB – red, green, blue – красный, зеленый, синий;

• CMYK – Cyan, Magenta, Yellow, blacK – голубой, пурпурный, желтый, черный.

Разные режимы нужны для того, чтобы отобразить в файле особенности последующего вывода изображения на какое-либо устройство или сохранения в файле. Разные устройства вывода изображений могут работать по различным принципам, используя физические явления, не имеющие друг с другом практически ничего общего. Например, на экране монитора с электронно-лучевой трубкой (а также аналогичного телевизора) изображение строится при помощи засветки люминофора пучком электронов. При таком воздействии люминофор начинает излучать свет. В зависимости от состава люминофора, этот свет имеет ту или иную окраску. Для формирования полноцветного изображения используется люминофор со свечением трех цветов – красным, зеленым и синим. Поэтому такой метод формирования цвета называют RGB (Red, Green, Blue – Красный, Зеленый, Синий).

Сами по себе зерна люминофора разных цветов позволяют получить только чистые цвета (чистый красный, чистый зеленый и чистый синий). Промежуточные оттенки получаются за счет того, что разноцветные зерна расположены близко друг к другу. При этом их изображения в глазу сливаются, а цвета образуют некоторый смешанный оттенок. Регулируя яркость зерен, можно регулировать получающийся смешанный тон. Например, при максимальной яркости всех трех типов зерен будут получен белый цвет, при отсутствии засветки – черный, а при промежуточных значениях – различные оттенки серого. Если же зерна одного цвета засветить не так, как остальные, то смешанный цвет не будет оттенком серого, а приобретет окраску. Такой способ формирования цвета напоминает освещение белого экрана в полной темноте разноцветными прожекторами. Свет от разных источников складывается, давая различные оттенки. Поэтому такое представление цвета (цветовую модель) называют аддитивной (суммирующей).

При выводе изображения на печать используются другие технологии. Это может быть, например, струйная печать или многокрасочная печать на типографской машине. В этом случае изображение на бумаге создается при помощи чернил разных цветов. Накладываясь на бумагу, и друг на друга, чернила поглощают часть света, проходящего сквозь них и отражающегося от бумаги. Если чернила густые, то они сами отражают свет, но не весь. Таким образом, отраженный от картинки цвет приобретает ту или иную окраску, в зависимости от того, какие красители и в каких количествах были использованы при печати.

Обычно при таком способе цветопередачи для получения промежуточных оттенков используются чернила четырех цветов: голубой, пурпурный, желтый и черный. Такую цветовую модель называют CMYK – Cyan, Magenta, Yellow, Blасk (Голубой, Пурпурный, Желтый, Черный). Теоретически для получения любого из оттенков достаточно только голубого, желтого и пурпурного цветов. Однако на практике крайне сложно получить их смешением чистый черный цвет или оттенки серого.

Так как в цветовой модели CMYK оттенки образуются путем вычитания определенных составляющих из белого, ее называют субтрактивной (вычитающей). Кроме различных печатающих устройств, эта цветовая модель используется в фотопленке и фотобумаге. Там также содержатся слои, чувствительные к голубому, желтому и пурпурному свету.

В файлах изображений, сохраненных в режимах RGB и CMYK, для каждого пикселя записываются.значения.всех.трех.или четырех компонентов.

Для вывода изображения на черно-белые (монохромные) устройства, а также для некоторых других целей лучше всего подходит изображение в режиме градаций серого (grayscale). В этом режиме для каждого пикселя записывается только одно значение – его яркость.

При печати изображений на некоторых принтерах, а также для получения определенных изобразительных эффектов используется режим Bitmap (Битовый). В этом режиме любая точка изображения может быть либо белой, либо черной. Существуют и другие цветовые режимы. Например, для записи изображений в форматах, ограничивающих допустимое число цветов (таких как GIF), эти изображения надо предварительно перевести в режим индексированных цветов. При этом составляется палитра, которая и используется при дальнейшей работе.

Палитра (palette) – набор цветов, используемых в изображении или при отображении видеоданных. Палитру можно воспринимать как таблицу кодов цветов (обычно в виде RGB-троек байтов в модели RGB). Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели. Палитра может принадлежать изображению, части изображения, операционной системе или видеокарте. При попытке использовать не входящий в палитру цвет он заменяется ближайшим цветом, занесенным в нее.

2.2 Программное обеспечение для работы с графикой

Если необходимо нарисовать схему, график, чертеж, логотип, то желательно использовать программу для создания векторной графики. В случае обработки готовых фотографических материалов не обойтись без программ сканирования и обработки растровой графики. Возможно сочетание и векторной и растровой графики при создании изображения. Например, фотографию или готовый рисунок можно сканировать, придать необходимый размер, яркость, контрастность, заретушировать что-либо, то есть обработать программой растрового графического редактора. А уж затем перейти к векторному графическому редактору с внедрением в него только что созданного изображения для дополнения в него новых векторных элементов.

Графический редактор – это программное обеспечение, которое используется для создания, редактирования, хранения и вывода графических изображений.

Основные функции графических редакторов:

• вырезать, склеивать, стирать фрагменты изображений;

• применять для рисования краски и кисти;

• запоминать рисунки на внешних носителях, осуществлять поиск и воспроизведение;

• увеличивать фрагмент изображения для проработки мелких деталей;

• добавлять к рисункам текст;

• масштабировать, перемещать и поворачивать изображение или его части;

• добавлять различные эффекты (например, изменять цветовое решение, придать вид акварели, вид изображения на холсте, добавить источник света и многое другое).

В зависимости от типа графики, с которой работают графические редакторы, они подразделяются на векторные и растровые. Наиболее популярные векторные – Corel Draw, Adobe Illustrator, Xara; растровые – Adobe Photoshop, Corel Painter. Кратко прокомментируем названные графические редакторы.

Растровый графический редактор Corel Painter не стоит путать с Paint, одним из самых слабых графических редакторов за историю персональных компьютеров (встроенным в ОС Windows). Главное отличие Corel Painter от других – большой выбор инструментальных «художественных материалов», некоторые из которых имитируют реальные (например, аэрографы, масло, пастель, акварель и другие), но есть и множество других, а кроме этого – возможность создавать свои. Есть мнение, что Painter рассчитан на людей, умеющих рисовать. Кроме этого, рекомендуется для удобства купить графический планшет – на планшете рисуют специальной ручкой, что гораздо удобнее, чем рисовать от руки мышью.

На настоящий момент Adobe Photoshop – самый известный и многими уважаемый графический редактор. Если Corel Painter (как и Photoshop – растровый графический редактор) нацелен именно на создание изображений, то Photoshop – больше на их обработку (монтаж, коррекция, создание спецэффектов). Это отнюдь не означает, что с его помощью нельзя создавать работы с нуля (в Photoshop есть неплохая библиотека кистей, которая, тем не менее, существенно уступает той, что есть в Painter). Получить готовые растровые изображения можно с помощью сканера, цифрового фотоаппарата, в Интернете.

Этот графический редактор в основном используется при создании векторной статической графики (простых, схематичных вещей, таких как, например, логотипы, кнопки, геометрические узоры). В Illustrator также возможна вставка и обработка растровой графики (естественно, возможности работы с растровой графикой гораздо уже, чем, например, в Photoshop). По общепринятому мнению, Adobe Illustrator и Corel Draw – программы-конкуренты и представляют собой самые мощные программные средства. Illustrator возможно более эффективен с точки зрения использования клавиатуры при выполнении команд редактора, Corel Draw – имеет в целом больше разных возможностей. Есть вещи, которые невозможно сделать в Illustrator’е, но можно в Corel Draw, и наоборот.

Для тех, кто работает в Photoshop удобно то, сочетания клавиш для многих операций совпадают с Photoshop.

Может применяться для создания векторной анимации.

Corel Draw – очень мощный графический пакет, который всегда производит сильное впечатление. Векторный редактор пакета используется аналогично своему конкуренту Adobe Illustrator в основном для создания векторной статичной графики. Художественные возможности оформления текста в Corel Draw безупречны, а принимаемые по умолчанию параметры для межбуквенных интервалов при размещении текста вдоль кривой не требуют настройки..Поскольку.едва.ли.не.больше.всего работы.при редактировании.векторных изображений приходится на кривые, то от инструментов, предназначенных для этого, зависит, как скоро будет выполнена работа. Можно сказать прямо: DRAW в этом на голову выше Illustrator – опять-таки из-за богатства функциональных возможностей всех своих инструментов.

Единственное, что многим не очень нравится в интерфейсе DRAW – это перегруженность окон диалога кнопками и опциями. С одной стороны это хорошо (highest level of customizability – максимальная настраиваемость, как любят повторять разработчики), но с другой это иногда мешает логически отделить главные параметры настройки от второстепенных.

Интересно,.что в Corel.Draw.предусмотрено.сохранение.различных версий документа с комментариями к ним в одном файле (Corel Version). Это полезно, если разрабатывается сразу несколько вариантов одного и того же проекта: комментарии облегчают поиск нужного; кроме того, экономится место на жестком диске, ведь объем одного общего файла меньше отдельных вместе взятых. В Illustrator ничего подобного не предусмотрено, хотя идея стоит того, чтобы ее включили в программу.

В итоге можно сделать вывод, что наличие разнообразных художественных инструментов, кистей, способов заливок, моментальная скорость прорисовки, великолепные операции с цветом и текстом дает неограниченные возможности для создания интересных объектов. Именно поэтому многие отдают пальму первенства на платформе РС среди векторных редакторов именно Corel Draw.

Среди мощных профессиональных векторных редакторов Corel Draw и Adobe Illustrator редактор Xara Xtreme будет выглядеть, конечно, скромно. Однако, несомненно, у него есть преимущества, благодаря которым во многих случаях выбор будет сделан именно в пользу этого редактора.

Xara Xtreme – это простой графический редактор с лёгким пользовательским интерфейсом и многочисленными функциями, современный аналог программ Xara X и Corel Xara. Подойдет как для простых рисунков, так и, например, для изготовления логотипов, сложных схем или комбинированных с растровой графикой объектов.  Разработчики говорят, что Xara Xtreme лучшая графическая программа для работы с рисунками, изображениями и фотографиями, а также идеал для печати и web-разработки. Довольно смелое утверждение и отнюдь не пустое.

Учитывая более чем серьезную конкуренцию на рынке графических приложений,.разработчики.Xara.Xtreme.сделали основную ставку на легкость в использовании, гибкость и производительность своего решения.

Приложение предназначено, в первую очередь, для работы с векторной графикой.(рисунок и иллюстрация),.но,.что характерно,.используется и для работы с фотографиями. Xara Xtreme – графический инструмент для создания профессиональной web-графики с использованием векторных и растровых изображений. Характеризуется богатой палитрой специальных эффектов, в том числе инструментов управления прозрачностью, чувствительных к нажатию кисти, средств для создания заливок и трансформации объектов. Инструменты для автоматического создания контуров и мягких теней, выдавливания объектов и сглаживания краев позволяют работать значительной продуктивнее, а беспрецедентная скорость открытия файлов и перерисовки экрана сэкономит время. С Xara Xtreme можно разрабатывать сценарии Javascript для кнопок, создавать анимации в формате GIF и кадры изображений, управлять палитрой при растрировании, а также экспортировать родной формат XAR во многие другие форматы.

Xara Xtreme имеет репутацию приложения, очень «быстрого» в работе, выгодно отличающих его от «навороченных» Corel Draw или Adobe Illustrator. Кроме того, Xara известны созданием многих графических технологий, которые позже стали стандартами индустрии – от векторного сглаживания до первой векторной прозрачности, включая градиентную прозрачность. Последние версии продолжают дополняться различными функциями и возможностями, такими как: векторная растяжка (real-time), встроенный JPEG формат, эффективная система запоминания и улучшенная производительность.

Учитывая более чем серьезную конкуренцию на рынке графических приложений, разработчики Xara Xtreme сделали основную ставку на легкость в изучении и использовании, гибкость и производительность своего решения.

Есть готовый набор шаблонов, по которым легко скомпоновать новое изображение. Программа содержит стандартный набор эффектов, таких как blur, shadow, transparency, blending. Xara Xtreme «реендрит» полигоны в ~8 раз быстрее, сохраняет файлы в 25 раз быстрее и сжимает файлы лучше, чем Illustrator CS2. После создания вашего рисунка вы легко сможете его распечатать при помощи этой же программы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа с компьютерной графикой – одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета. Иногда предприятия заказывают такую работу специальным дизайнерским бюро или рекламным агентствам. Без компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения. Основные трудозатраты в работе редакций и издательств тоже составляют художественные и оформительские работы с графическими программами. Необходимость широкого использования графических программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета и, в первую очередь, благодаря службе World Wide Web, связавшей в единую "паутину" миллионы «домашних страниц». У страницы, оформленной без компьютерной графики мало шансов привлечь к себе массовое внимание. Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для наглядного отображения разнообразной информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические объекты, чтобы представить окончательный вид изделия. Архитекторы создают на экране монитора объемное изображение здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.