Компьютерная графика 10/04/2014

Компьютерная
графика
10/04/2014
Виды компьютерной
графики



Растровая графика
Векторная графика
3D графика
Виды компьютерной графики
отличаются принципами
формирования изображения
Растровая графика



Применяется при
разработке электронных и
полиграфических изданий
Большинство редакторов
ориентированы не столько
на создание изображений,
сколько на их обработку
В Интернете применяются
только растровые
иллюстрации
Основным элементом растрового
изображения является точка


Разрешение
изображения
выражает количество
точек в единице
длины (dpi –
количество точек на
дюйм)
Если изображение
экранное, то эта точка
называется пикселем
Пиксел (пиксель) (от англ. picture element – элемент
картинки) – наименьший элемент
растрового изображения.
В простейшем случае (черно-белое
изображение без градаций серого цвета).
Каждая точка экрана может иметь лишь два
состояния – «черная» или «белая», т.е. для
хранения ее состояния необходим 1 бит.
Цветные изображения могут иметь различную
глубину цвета (бит на точку 4, 8, 16, 24).
Каждый цвет можно рассматривать как
возможные состояния точки, и тогда по
формуле N=2n может быть вычислено
количество цветов отображаемых на экране
монитора.
Глубина цвета
Количество
отображаемых цветов N
4
24=16
8
28=256
16 (High Color)
216=65 536
24 (True Color)
224=16 777 216
1 бит для представления красной, синей и
зелёной составляющих RGB, т. е.:
21 = 2 различных варианта представления цвета
для каждого канала, или всего 8 цветов (2×2×2).
Глубина цвета — 3.
1
бит
для
представления
красной, синей и
зелёной
составляющих RGB
+
бит
интенсивности,
всего
16
цветов
(2×2×2).
Глубина цвета — 4.
True Color
– метод представления и хранения изображения,
приближен к цветам «реального мира»,
предоставляя 16,7 миллионом различных цветов.
Такой цвет наиболее приятен для восприятия
человеческим глазом различных фотографий,
для обработки изображений. Глубина цвета — 24.
24-битный Truecolor-цвет использует по 8 бит
для представления красной, синей и зелёной
составляющих RGB, т. е.:
28 = 256 различных варианта представления цвета
для каждого канала, или всего 16 777 216 цветов
(256×256×256).
32-битный «реальный» цвет
«32-битный
цвет»
это
пример
неправильного
употребления термина при описании глубины цвета.
Заблуждением является то, что 32-битный цвет позволяет
представить 4 294 967 296 (2564) различных оттенка.
В реальности 32-битный цвет является 24-битным
(Truecolor) с дополнительным 8-битным каналом, который
либо заполнен нулями (пустотой), либо представляет
Альфа-канал, который задаёт прозрачность изображения в
определённых пикселях.
Причиной, при которой может быть использован
«пустой» канал — является 32-битная адресация памяти и
32-битные шины данных большинства современных
компьютеров при оптимизации обращения к видеопамяти.
Изображение может иметь различный
размер, которое определяется количеством
точек по горизонтали и вертикали.
М
N
Пиксель
Растр М x N
(графическая сетка)
Растр (от англ. raster) – представление
изображения в виде двумерного массива
точек (пикселов), упорядоченных в ряды
и столбцы.
В
современных
ПК
обычно
используются 4 основных размера
изображения
или
разрешающих
способностей экрана:

640х480;

800х600;

1024х768;

1280х1024 пикселя.
Графический
режим
вывода
изображения на экран определяется
разрешающей способностью экрана и
глубиной (интенсивностью) цвета.
Полная информация о всех точках
изображения,
хранящаяся
в
видеопамяти, называется битовой
картой изображения.
Основные проблемы при работе с
растровой графикой


Большие объемы данных.
Для обработки растровых
изображений требуются
высокопроизводительные
компьютеры
Увеличение изображения
приводит к эффекту
пикселизации,
иллюстрация искажается
Форматы файлов растровой
графики
Для хранения растровой графики существует
большое
количество
различных
форматов
файлов.
Среди них есть как универсальные форматы, не
привязанные к какой-либо конкретной программе,
так и специфические «персональные» форматы
растровых редакторов.
BMP
BMP – BitMap Picture.
- Очень простой и распространенный формат.
- Имеет ограниченные возможности.
- В формате BMP можно сохранить плоское (без
слоев)
изображение
в
монохромном,
индексированном, черно-белом (в режиме Grayscale оттенки серого) или цветном (модель RGB) режиме.
- Формат BMP не позволяет включать какие-либо
дополнительные элементы или же использовать
прозрачность.
GIF
GIF - Graphic Interchange Format.
– Один из двух наиболее распространенных
форматов, использующихся в Интернете. Поскольку
для размещения файлов в Сети очень важен их
малый размер,
возможности
формата
GIF
ограничены 2–256 цветами в изображении.
- Один из 256 цветов формата GIF может быть
назначен прозрачным, что позволяет накладывать
изображения на веб-странице одно поверх другого
или поверх фонового рисунка.
- Самый «плотный» формат.
- Позволяет создавать анимацию изображения.
JPEG, JPG
JPEG, JPG – Joint Photographic Experts Group.
- Предназначен для хранения многоцветных
изображений.
- Отличается огромной степенью сжатия за счет потери
информации.
- Степень сжатия можно регулировать.
- Формат JPEG не позволяет сохранять никаких
дополнительных элементов (слоев, дополнительных
каналов) по причине экономии объема файла.
- В нем также невозможно реализовать прозрачные
области изображения.
PNG
PNG – Portable Network Graphics, существует в двух
вариантах: PNG-8 и PNG-24.
- Подформат PNG-8 служит «заменой» несколько
устаревшему формату GIF, практически дублируя его
функции, однако предлагая:
- более совершенный механизм компрессии,
- меньший размер файлов.
- Подформат PNG-24 позволяет сохранять изображения в
режиме RGB и использовать «плавную» прозрачность с
возможностью создания полупрозрачных областей (формат
GIF такого не позволяет), но файлы PNG-24:
- значительно большего размера, чем файлы JPEG, что
задерживает развитие и популяризацию формата.
TIFF
TIFF – Tagged Image File Format.
- Формат предназначен для хранения растровых
изображений высокого качества.
- Неплохая степень сжатия.
- Возможность наложения аннотаций и примечаний.
- Профессиональный формат.
- Особенность – свобода в его интерпретации: разные
программы поддерживают разные дополнительные
возможности. К сожалению, это же является и
недостатком: дополнительные возможности могут
сделать файл «непонятным» другой программе и не
позволят открыть его.
- Сохраняет изображения в любых цветовых режимах.
PSD
PSD - PhotoShop Document.
- Специализированный формат программы Adobe Photoshop.
- Позволяющий с идеальным качеством сохранить все
элементы созданного в программе дизайна.
- Файл остается полностью редактируемым.
- Единственный, который можно порекомендовать в качестве
«рабочего»: сохраняя промежуточные этапы работы в этом
формате, можно не беспокоиться о потере качества или
невозможности последующего редактирования.
- В силу распространенности Adobe Photoshop, многие
программы поддерживают формат PSD в качестве
«дополнительного» и могут открывать и сохранять файлы в
этом формате.
Векторная графика


Предназначена для
создания иллюстраций с
применением шрифтов и
простейших
геометрических
объектов.
Основным элементом
векторного изображения
является контур (линия).
Векторная графика


«Компьютерное» детище,
поскольку не имеет
аналогов в реальном мире
и появилась только с
возникновением
компьютерной техники.
Ближайшим аналогом
векторной графики обычно
называют черчение, но эта
параллель достаточно
условна.
Векторная графика


Если заглянуть «вглубь»,
то векторная графика
состоит из отдельных
объектов-форм, которые в
целом образуют
изображение.
Используя отдельные
геометрические фигуры и
линии, мы создаем цельное
изображение.
Векторная графика


Отдельные объекты векторной графики, в свою
очередь, состоят из отдельных точек,
соединенных прямыми или изогнутыми линиями.
Изгиб линий, соединяющих точки, задается
векторами – отсюда и название «векторная
графика».
Сложные объекты векторной графики при
увеличении можно рассматривать более подробно
Форматы файлов векторной
графики
Для хранения векторной графики существует большое
количество различных форматов файлов:
- SVG;
- CDR;
- CGM;
- DXF;
- OpenVG;
- WMF;
- EPS;
- AI.
SVG
Сокращение от англ. Scalable Vector Graphics.
Является открытым стандартом, т.е. в отличие от
большинства других форматов, SVG не является чьейлибо собственностью.
Это основанный на XML язык разметки, предназначенный
для описания двухмерной векторной графики.
Формат поддерживается многими веб-браузерами и может
быть использован при оформлении веб-страниц.
К сожалению, формат не обеспечивается высокого
качества в отношении сложных рисунков и имеет
ограничения по сфере своего использования.
AI
Векторный формат файлов, создаваемых программой
Adobe Illustrator.
У Adobe Illustrator большое число версий - Adobe
Illustrator 3, Adobe Illustrator 4, Adobe Illustrator 5 и т.д.
Формат ai каждой новой версии несовместим с более
старыми версиями, что означает, например, файл,
сохраненный в версии Adobe Illustrator 9 может быть
открыт в более новой версии программы (Adobe
Illustrator 10, CS, CS2 и т.д.), но не может быть открыт
в более старой версии программы (Adobe Illustrator 8,
7, 6 и т.д.), хотя с версии Adobe Illustrator 10
поддерживается возможность импорта файлов более
новых версий. Формат обеспечивает очень высокое
качество рисунков, но по ряду параметров плохо
совместим с другими программами (например,
различные эффекты Adobe Illustrator и градиентная
заливка могут не передаваться в другие форматы).
EPS
Относительно универсальный векторный формат
файлов, поддерживаемый большинством векторных
редакторов - CorelDraw, Adobe Illustrator, Macromedia
FreeHand и различными узкоспециализированными
программами (для плоттерной резки, гравировки,
выжигания на дереве и т.д.).
Формат имеет много версий и, к сожалению, каждая
программа
поддерживает
его
только
до
опеределенной
версии
(например,
CorelDraw
поддерживает только версии до EPS 7).
Формат обеспечивает очень высокое качество
рисунков.
WMF
Windows Metafile — графический формат файла в
системе Microsoft Windows.
Универсальный
векторный
формат,
поддерживаемый
большинством
векторных
редакторов.
К сожалению, формат не обеспечивает высокое
качество для сложных рисунков и имеет очень
ограниченное число поддерживаемых эффектов,
поэтому для профессионального использования
не подходит и используется преимущественно
частными пользователями.
Формат поддерживается рядом веб-браузеров и
может быть использован при оформлении вебстраниц.
CDR
Векторный
формат
файлов,
создаваемых
программой CorelDraw.
У CorelDraw большое число версий - CorelDraw 3,
CorelDraw 4, CorelDraw 5 и т.д.
Формат cdr каждой новой версии несовместим с
более старыми версиями, что означает, например,
файл, сохраненный в версии CorelDraw 9 может
быть открыт в более новой версии программы
(CorelDraw 10, 11, 12 и т.д.), но не может быть открыт
в более старой версии программы (CorelDraw 8, 7, 6
и т.д.).
Формат обеспечивает очень высокое качество
рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с
другими
программами
(например,
различные
эффекты CorelDraw и градиентная заливка могут не
передаваться в другие форматы).
SWF, FLA, FH
FLA, FH. Исходные Flash-файлы, создаются в Adobe Flash
(бывш. Macromedia Flash).
SWF. Flash-формат, который может просматриваются с
помощью Flash Player, который устанавливается как plugin
в браузер.
Flash Player — платформа для создания веб-приложений или
мультимедийных презентаций. Широко используется для создания
рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на вебстраницах видео- и аудиозаписей.
Plugin — независимый программный модуль, динамически
подключаемый к основной программе и предназначенный для
расширения.
Плагином к растровому графическому редактору может быть
фильтр, который каким-либо образом изменяет изображение,
палитру и прочее.
CMX
Corel Presentation Exchange - формат графических
программ корпорации Corel, предназначенный для
передачи рисунков между разными программами.
Формат поддерживается, начиная с версии CorelDraw 6.
3D графика
3D графика или трёхмерная
графика – это один из разделов
компьютерной графики,
комплекс приемов и
инструментов, которые
позволяют создать объемные
объекты при помощи формы и
цвета.
От двухмерных изображений она
отличается тем, что
подразумевает построение
геометрической проекции
трехмерной модели сцены
(виртуального пространства) на
Сравнительная характеристика
растровой и векторной графики
Характеристики
Растровая графика
Векторная графика
пиксель (точка)
контур и внутренняя
область
совокупность точек
(матрица)
совокупность объектов
да
нет
легко
иногда не печатаются или
выглядят не так
Объем памяти
очень большой
относительно небольшой
Масштабирование и вращение
нежелательно
да
Группировка и разгруппировка
нет
да
BMP, GIF, JPG, PCX, TIF
WMF, EPS, DXF, CGM
Элементарный объект
Изображение
Фотографическое качество
Распечатка на принтере
Форматы
Области применения
Растровая графика


Векторная графика
При разработке электронных
(мультимедийных) и
полиграфических изданий
В Интернете
В рекламных агентствах
В дизайнерских бюро
В редакциях и издательствах
Вывод:
Большинство графических
редакторов, предназначенных
для работы с растровыми
иллюстрациями, ориентированы
не столько на создание
изображений, сколько на их
обработку.
Вывод:
Большинство векторных
редакторов предназначены, в
первую очередь, для создания
иллюстраций и в меньшей
степени для их обработки.
В оформительских работах,
основанных на применении
шрифтов и простейших
геометрических элементов.