Компьютерная графика

2. РАСТРОВАЯ И ВЕКТОРНАЯ ГРАФИКА

     Рисунок 2 – Векторная графика

     Векторные изображения (также называемые объектно-ориентированными) определяются математически как векторы — наборы точек, соединенных линиями. Векторы — объекты, описываемые величиной (размером) и направлением (углы, кривизна и так далее). Файлы, в которых хранятся векторные образы, представляют собой списки строк с информацией относительно их расположения, формы, направления, длины, цвета и других данных. Графические элементы векторного файла как раз и называются объектами. Каждый объект представляет из себя самостоятельную систему и обладает всеми свойствами включенными в его описание.

     Поскольку каждый объект является самостоятельной  системой, его можно перемещать и  многократно изменять его свойства, сохраняя при этом первоначальное качество и четкость изображения и не влияя  на другие объекты иллюстрации. Эти  свойства делают векторные программы (такие как CorelDRAW) очень удобными для иллюстративного и трехмерного моделирования, где в процессе работы часто требуется создавать отдельные объекты и видоизменять их.

     Векторные иллюстрации всегда отображаются с  максимальным разрешением, которого позволяет  достичь устройство вывода (например принтер или монитор). Это означает, что качество их не зависит от разрешения иллюстрации. В результате качество иллюстрации, напечатанной на принтере с разрешением 600 точек на дюйм, будет выше, чем на принтере с разрешением 300 точек на дюйм.

     Рисунок 2- Растровая графика

     Растровые изображения, также называемые рисованными, состоят из отдельных точек (элементов изображения), именуемых пикселями, которые создают узор за счет различного положения и окраски. При увеличении изображения можно увидеть составляющие его отдельные квадратики. Увеличение размера растрового изображения происходит за счет увеличения каждого элемента, что огрубляет все линии и формы. Однако при большем удалении цвет и форма растрового изображения будут выглядеть сплошными.

     В отличие от векторных иллюстраций, работая с растровыми изображениями, можно корректировать мелкие детали, производить значительные изменения  и усиливать различные эффекты.

     Поскольку каждый элемент изображения имеет  собственный цвет, то, изменяя выбранную  область по одному элементу, можно  создавать фотографические эффекты, такие как затенение и усиление цвета.

     Уменьшение  размера растрового изображения, как  и увеличение, также искажает начальный  вид, поскольку для уменьшения общего размера изображения часть его  элементов удаляется.

     Кроме того, поскольку растровое изображение  создано из упорядоченно расставленных  точек, нельзя манипулировать его отдельно взятыми частями (то есть перемещать их), не нарушая целостности всего  изображения.

     3 ЧТО ЛУЧШЕ: ВЕКТОР ИЛИ РАСТР?

     Однозначного  ответа на этот вопрос нет. Лучшее качество отображения цветов и текстуры обеспечивают растровые изображения, но вместе с  тем они занимают больший объем  памяти и требуют большего времени  для печати. Векторные изображения  в то же время имеют более четкие линии и при печати требуют  меньших ресурсов.

     Программы рисования и обработки растровых  изображений (например, Corel PHOTO PAINT и Adobe PhotoShop) применяются, когда необходимо отобразить непрерывное изменение тона и получить доступ к микродеталям рисунка. Иллюстрационные программы (такие как CorelDRAW) и программы трехмерного моделирования (CorelDREAM 3D) работают с векторными изображениями, позволяя создавать отдельные объекты и в процессе работы многократно манипулировать ими.

     При работе с растровыми изображениями  качество результата зависит от выбранных  на начальной стадии процесса параметров разрешения. Разрешение — это общий  термин, относящийся к количеству элементов информации, содержащейся в файле изображения, а также  к уровню детализации, который может  обеспечить устройство ввода, вывода или  отображения. При работе с растровыми изображениями разрешение влияет как  на качество результата работы, так  и на размер файла.

     При работе с растровыми изображениями  требуется учитывать, где они  будут применяться, поскольку выбранное  разрешение изображения обычно сохраняется  вместе с файлом. При печати растрового файла, например, на лазерном принтере с разрешением 300 точек на дюйм или  на фотонаборном автомате с разрешением 1270 точек на дюйм, он будет напечатан  с тем разрешением, которое было установлено при создании изображения, если оно не выше разрешения принтера.

     Определение образов в виде ряда векторов в  целом обеспечивает большую эффективность при работе с ними, нежели определение образов как огромного количества отдельных точек. Это объясняется тем, что даже простой объект может состоять из многих тысяч точек, каждая из которых должна иметь собственные атрибуты, в то время как тот же самый образ может быть определен в виде небольшого количества сегментов кривой. Следовательно, файлы векторных образов CorelDRAW, как правило, имеют меньший размер, чем файлы сравнимых растровых образов.

     В дополнение к созданию более компактных файлов, векторные образы CorelDRAW имеют другие важные преимущества. Например, образ CorelDRAW можно легко масштабировать без потерь качества в диапазоне размеров от пиктограммы до большого плаката.

     Эта легкость масштабирования проистекает  из механизма определения плавных  кривых линий. В отличие от растровых  рисунков они сохраняют свою плавность  и непрерывность даже при значительном увеличении (растровые образы при  этом становятся ступенчатыми). Такие  кривые называются кривыми Безье по имени французского инженера Безье (Besier), который в 1970-х годах разработал теорию их математического описания.

     В целом ряде случаев, однако, разработчики графики не могут обойтись без  растров. Это, например, касается создания иллюстраций для публикации в  Internet. Самые популярные программы-обозреватели Web не могут интерпретировать образы в формате CorelDRAW. Кроме того, относительно низкое разрешение мониторов компьютера (обычно 72 точки на дюйм) способно нивелировать преимущества создания векторно-основанных образов.

     С другой стороны, многие графические  разработки предназначаются для  вывода в виде твердых копий, и  здесь векторные образы CorelDRAW подходят как нельзя лучше. Векторные графические средства Corel обеспечивают разработчику необычайно мощный набор функций. CorelDRAW может затем легко транслировать созданные образы в растровые форматы, в частности, в файлы обоих широко применяемых Web-совместимых растровых форматов: GIF и JPEG. Кроме того, на помощь CorelDRAW можно привлечь и другого "богатыря" — Corel PHOTO PAINT (специальную программу для работы с растровой графикой из комплекта CorelDRAW). Таким образом, в этом смысле CorelDRAW — вероятно, лучшее наиболее универсальное средство для разработки графики как векторной, так и растровой основы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ

     4.1 Форматы графических данных

     В компьютерной графике применяют по меньшей мере три десятка форматов файлов для хранения изображений. Но лишь часть из них стала стандартом “де-факто” и применяется в подавляющем большинстве программ. Как правило, несовместимые форматы имеют файлы растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные “специфические” форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в “стандартный” формат.

     TIFF (Tagged Image File Format). Формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла .TIF). Относится к числу широко распространенных, отличается переносимостью между платформами (IBM PC и Apple Macintosh), обеспечен поддержкой со стороны большинства графических, верстальных и дизайнерских программ. Предусматривает широкий диапазон цветового охвата – от монохромного черно-белого до 32-разрядной модели цветоделения CMYK. Начиная с версии 6.0 в формате TIFF можно хранить сведения о масках (контурах обтравки) изображений. Для уменьшения размера файла применяется встроенный алгоритм сжатия LZW.

     PSD (PhotoShop Document). Собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла .PSD), один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Поддерживаются 48-разрядное кодирование цвета, цветоделение и различные цветовые модели. Основной недостаток выражен в том, что отсутствие эффективного алгоритма сжатия информации приводит к большому объему файлов.

     PCX. Формат появился как формат хранения растровых данных программы PC PaintBrush фирмы Z-Soft и является одним из наиболее распространенных (расширение имени файла .PCX). Отсутствие возможности хранить цветоделенные изображения, недостаточность цветовых моделей и другие ограничения привели к утрате популярности формата. В настоящее время считается устаревшим.

     JPEG (Joint Photographic Experts Group). Формат предназначен для хранения растровых изображений (расширение имени файла .JPG). Позволяет регулировать соотношение между степенью сжатия файла и качеством изображения. Применяемые методы сжатия основаны на удалении “избыточной” информации, поэтому формат рекомендуют использовать только для электронных публикаций.

     GIF (Graphics Interchange Format). Стандартизирован в 1987 году как средство хранения сжатых изображений с фиксированным (256) количеством цветов (расширение имени файла .GIF). Получил популярность в Интернете благодаря высокой степени сжатия. Последняя версия формата GIF89a позволяет выполнять чересстрочную загрузку изображений и создавать рисунки с прозрачным фоном. Ограниченные возможности по количеству цветов обусловливают его применение исключительно в электронных публикациях.

     PNG (Portable Network Graphics). Сравнительно новый (1995 год) формат хранения изображений для их публикации в Интернете (расширение имени файла .PNG). Поддерживаются три типа изображений – цветные с глубиной 8 или 24 бита и черно-белое с градацией 256 оттенков серого. Сжатие информации происходит практически без потерь, предусмотрены 254 уровня альфа-канала, чересстрочная развертка.

     WMF (Windows MetaFile). Формат хранения векторных изображений операционной системы Windows (расширение имени файла .WMF). По определению поддерживается всеми приложениями этой системы. Однако отсутствие средств для работы со стандартизированными цветовыми палитрами, принятыми в полиграфии, и другие недостатки ограничивают его применение.

     EPS (Encapsulated PostScript). Формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке PostScript фирмы Adobe, фактическом стандарте в области допечатных процессов и полиграфии (расширение имени файла .EPS). Так как язык PostScript является универсальным, в файле могут одновременно храниться векторная и растровая графика, шрифты, контуры обтравки (маски), параметры калибровки оборудования, цветовые профили. Для отображения на экране векторного содержимого используется формат WMF, а растрового – TIFF. Но экранная копия лишь в общих чертах отображает реальное изображение, что является существенным недостатком EPS. Действительное изображение можно увидеть лишь на выходе выводного устройства, с помощью специальных программ просмотра или после преобразования файла в формат PDF в приложениях Acrobat Reader, Acrobat Exchange.

     PDF (Portable Document Format). Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe (расширение имени файла .PDF). Хотя этот формат в основном предназначен для хранения документа целиком, его впечатляющие возможности позволяют обеспечить эффективное представление изображений. Формат является аппаратно-независимьм, поэтому вывод изображений допустим на любых устройствах – от экрана монитора до фотоэкспонирующего устройства. Мощный алгоритм сжатия со средствами управления итоговым разрешением изображения обеспечивает компактность файлов при высоком качестве иллюстраций.