Форматы представления графических документов

Форматы представления графических документов
Работа с компьютерной графикой является одним из самых популярных направлений
использования персонального компьютера. С её помощью можно создавать различные
художественные эффекты, привлекающие внимание пользователей. В настоящее время без
компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. При этом 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, также создаются
трехмерные графические объекты для представления окончательного вида конструкторских
изделий и пр.
Компьютерная графика, также называемая машинная графика это раздел информатики,
занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений.
Зарождение компьютерной графики относится к середине XX-го столетия, когда были
созданы первые графические редакторы, позволяющие рисовать точки, линии и окружности
на трубке цифровым пером (Sketchpad), а также стали разрабатываться первые компьютерные
игры с графикой. В настоящее же время существует большое количество разнообразных
графических редакторов, с помощью которых можно создавать и обрабатывать различного
рода изображения, а также моделировать разные объекты и персонажей.
Различают три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика
и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при
отображении на экране монитора или при печати на бумаге. В данном реферате более
подробно будет изложено только о растровой и векторной графике.
Растровая
графика
это
самый
распространенный
тип
изображений,
которые
представляются в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой представлена
цветной точкой. Эта точка является основой растрового представления графики и называется
пиксель. Каждый пиксель имеет свои геометрические параметры и может принимать любой
цвет из палитры, содержащей десятки тысяч или даже десятки миллионов цветов, поэтому
растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи цветов и полутонов.
Обычно растровые изображения получают при цифровой фотосъемке или путем
"захвата"
кадра
видеосъемки,
также
можно
создавать
растровое
изображение
непосредственно на компьютере с помощью растрового графического редактора. Примерами
таких графических редакторов являются: Adobe PhotoShop, Corel PhotoPaint, MS Paint.
Растровое представление обычно используют для изображений фотографического типа с
большим количеством деталей или оттенков. С его помощью можно отразить и передать всю
гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению, оно позволяет более
точно
воспроизводить
такие
основные
характеристики
цвета
как:
освещенность,
насыщенность, прозрачность и резкость.
При этом качество полученных изображений зависят от следующих основных
характеристик растровой графики:

Количество пикселей. Чем больше их число, тем больше деталей можно отобразить
на изображении. (Пример: 1024×768, 640×480 и т. п.)

Разрешение. Это количество точек на единицу длины, плотность расположения
которых определяет качество изображения. Чаще всего в качестве единицы длины
используется дюйм. Разрешение изображения измеряется в dpi (количество точек на
дюйм). Чем больше разрешение изображения, тем качественнее оно будет, но тем
больше будет и размер файла, что необходимо учитывать при создании и
редактировании изображений. Если изображение предназначено для отображения на
экране монитора, то разрешение может быть меньше, чем если это изображение
предназначено для печати.

Количество используемых цветов или глубина цвета. Глубина цвета - это
количество бит, отведенных на кодирование цвета. В зависимости от того, сколько
бит отведено для цвета каждого пиксела, возможно кодирование различного числа
цветов. Например, если глубина цвета составляет 24 бита, то изображение может
содержать до 16,8 млн. различных цветов и оттенков. Таким образом, чем больше
цветов используется для представления изображения, тем точнее информация о
цвете каждой его точки.

Цветовая
модель.
Это
характеристика
изображения,
описывающая
его
представление на основе цветовых каналов. Примеры: RGB, CMYK, LAB, XYZ.
Также стоит отметить, что растровые изображения очень чувствительны к уменьшению
и увеличению. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек
преобразуются в одну, и поэтому теряется четкость мелких деталей изображения, а при
увеличении растрового изображения точки добавляются, в результате нескольким соседним
точкам назначается одинаковый цвет, и появляется ступенчатый эффект.
Таким образом, растровая графика имеет следующие плюсы:
1. Благодаря формату представления изображения в виде набора точек, с её помощью
можно воспроизводить изображения любого уровня сложности, вне зависимости от
количества деталей представленных на изображении, тем самым позволяя создавать
реальные образы и передавать их точную цветовую окраску.
2. Существование
стандартных
форматов
хранения
растрового
представления
изображений, которые могут быть открыты любым растровым графическим
редактором (BMP, JPEG, GIF, PNG и пр.);
3. Многие
современные
графические
редакторы
поддерживают
возможность
применения к изображениям различных художественных эффектов (фильтров);
4. Растровое представление изображений естественно для большинства устройств
ввода-вывода графической информации, таких как мониторы, принтеры, цифровые
фотоаппараты, сканеры.
В свою очередь к недостаткам можно отнести: большой размер файлов, поскольку для
каждого пиксела приходится хранить информацию о его координатах и цвете, тем самым, чем
больше изображение, тем больший размер оно занимает на устройстве хранения информации;
кроме того изменение масштабов изображения приводят к потере качества или каких-либо
деталей изображения.
Второй вид графики – векторная графика. Векторная графика это способ представления
объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании
примитивных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники.
Ключевым моментом векторной графики является то, что она использует комбинацию
компьютерных команд и математических формул для объекта, что позволяет компьютерным
устройствам вычислять и помещать в нужном месте реальные точки при их отображении.
Такая особенность векторной графики дает ей ряд преимуществ перед растровой графикой, но
в тоже время является причиной ее недостатков.
В векторной графике сложные объекты создаются путем комбинации различных более
простых объектов, и их редактирование достигается путем изменения параметров прямых и
изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Можно переносить элементы, менять
их размер, форму и цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления.
Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных
выходных устройствах с различным разрешением без потери качества. Достоинство
векторной графики также еще в том, что описание изображений является простым и занимает
мало памяти компьютера. Еще одно преимущество – качественное масштабирование в любую
сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением
соответствующих коэффициентов в математических формулах описывающих объекты.
Однако, векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим
количеством оттенков или мелких деталей. Ведь каждая мельчайшая деталь в этом случае
будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической
формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является
формулой, что приводит к утяжелению файла.
Таким образом, к преимуществам векторного способа описания графики следует
отнести следующее:
1. Размер, занимаемый описательной частью, не зависит от реальной величины
объекта, что позволяет, используя минимальное количество информации, описать
сколько угодно большой объект файлом минимального размера.
2. В связи с тем, что информация об объекте хранится в описательной форме, это
позволяет изменять масштаб объекта без потери качества изображения.
3. Параметры объектов хранятся и могут быть легко изменены. Также это означает что
перемещение, масштабирование, вращение, заполнение и т. д. не ухудшает качества
рисунка.
4. Управление толщиной линии при изменении масштабов изображения.
В свою очередь недостатки векторной графики это: большой размер файла при сложной
детализации изображения, трудность передачи фотореалистичного изображения, а также
проблемы совместимости программ, работающих с векторной графикой, при этом не все
программы
открывают
или корректно
отображают
даже
«общепринятые» форматы,
созданные в других редакторах.
Как правило, векторная графика находит себе применения в компьютерной полиграфии,
системах компьютерного проектирования, а также компьютерном дизайне и рекламе.
Векторные
графические
изображения
являются
оптимальным
средством
хранения
высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет значение
сохранение четких и ясных контуров.
Наиболее известным графическим редактором, который использует векторный подход к
построению и обработке изображений является Corel Draw. Форматы файлов – EPS, CDR, Al
и др.
Таким образом, выбор растрового или векторного формата зависит от целей и задач
работы с изображением. Если нужна фотографическая точность цветопередачи, то
предпочтительнее растр. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в
векторном формате.