40.Основы компьютерной графики. Графические редакторы. Понятие о векторных и растровых графических файлах.

Компьютерная графика - технология создания и обработки графических изображений средствами вычислительной техники.

Компьютерная графика изучает методы получения изображений полученных на основании невизуальных данных или данных, созданных непосредственно пользователем.

Векторная графика - метод графического представления объекта в виде отрезков прямых (векторов).

В полиграфии векторная графика обычно используется для подготовки макетов

Растровая графика - метод графического представления объекта в виде множества точек.

Компьютерная графика разделяется на две основные категории - растровая графика и векторная графика. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы. Для того чтобы не делать лишней работы, важно знать в каком случае следует применять растровую, а в каком векторную графику. Стоит также отметить, что большинство современных графических редакторов может работать и с растровой и с векторной графикой. Например, Adobe Photoshop - растровый редактор, но в нём есть основные векторные инструменты, в нём возможно создание векторных масок и текст он представляет в векторном виде. Adobe Illustrator – векторный редактор, тем не менее есть возможность помещать в него растровые изображения

Растровая графика Каким образом может быть представлена графическая информация в компьютере? Пусть у нас имеется прямоугольная картинка. Один из способов состоит в её разбиении на маленькие, а лучше очень маленькие квадратики, такие, чтоб их вообще не было заметно. После этого каждому квадратику ставится в соответствие некоторый цвет. Таким образом можно представить любую картинку.

Квадратики называются пикселями, а совокупность пикселей - растром. Изображение на экране монитора, изображение, получаемое со сканера, цифрового фотоаппарата или цифровой камеры - растровое изображение.

Качество растрового изображения зависит от размера пикселей. При сильном увеличении чёткой растровой картинки вы увидите набор квадратов разного цвета.

Изображения, полученные из внешнего источника (сканера, фотоаппарата), изображения фотографического качества, а также изображения с большим количеством мелких деталей имеет смысл представлять в растровом виде.

Векторная графика представляется с помощью математических кривых. В определённых случаях такой способ намного удобнее и компактнее. Например, для описания прямой линии требуется всего лишь задать положение её начала и конца, а также её толщину и цвет - всего 4 числа. Любые картинки можно представить с помощью векторной графики, разница будет лишь в том, насколько сложными будут математические формулы, которые её составляют. При превышении некоторого предела сложности векторная графика будет занимать больше места в памяти и дольше рассчитываться.

При преобразовании изображения фотографического качества в векторную графику оно обычно либо теряет детальность и множество цветов, либо занимает гораздо больше места, чем в растровом виде. Несмотря на это вполне возможно создать сложное векторное изображение самому, но для этого скорее всего понадобится мощный компьютер.

Векторная графика хорошо подходит для создания иллюстраций, логотипов, узоров, текстовых эффектов, схем, а также для анимации.

Цветовые модели нужны для математического описания спектра цветов доступного человеческому глазу на экране монитора, сканирующих и печатающих устройств. Цвета представляются моделью как результат смешения нескольких составляющих - базовых цветов. При сложении всех базовых цветов с различной интенсивностью образуются цвета, доступные для данной модели.

В модели RGB цвета описываются с помощью сложения трёх цветовых пучков - красного (Red), зелёного (Green), и синего (Blue).

Можно представить модель RGB как 3 прожектора (красный, зелёный и синий), которые светят на экран. Регулируя яркость таких прожекторов можно получить желаемый цвет на экране. Именно на таком принципе работают современные проекторы.

Модель RGB хороша для описания цветов, отображаемых мониторами и сканерами, ведь именно в них цвет получается путём смешения световых пучков. Она также используется для описания цветов на страницах Интернет в специальном шестнадцатеричном виде (#RRGGBB).

В модели CMYK, в отличие от RGB, цвета смешиваются как краски: при отсутствии красок виден белый лист, после смешения всех красок максимальной интенсивности получается чёрный цвет.

Базовые цвета модели CMYK - голубой (Cyan), светло-пурпурный (Magenta) и жёлтый (Yellow). Помимо трёх базовых цветов в этой модели есть также чёрный (Black) цвет. Это значит, что в CMYK используется 4 цветовых канала. Если Вы работаете в CMYK, то некоторые цвета модели RGB не будут работать. Чтобы цвета моделей лучше соответствовали друг другу, требуется настроить так называемые цветовые профили (ICC profiles) для ваших устройств - монитора, принтера, сканера и тому прочих.

Модель CMYK следует использовать, если изображение предназначено для печати, именно таким образом цвета описываются в печатающих устройствах. Более того, если Вы делаете изображение в RGB, при печати оно всё равно преобразуется в CMYK. При этом могут возникнуть значительные цветовые искажения. Если же Вы не собираетесь печатать свои творения (или не уверены), то Вам всё же рекомендуется работать с изображением в модели RGB.

Модель HSB основывается не на базовых цветах, а на более естественных для восприятия понятиях: оттенок (Hue), насыщенность (Saturation) и яркость (Brightness) - всего 3 канала (яркость иногда называют не Brightness, а Lightness, тогда название модели не HSB, а HSL).

Глубина цвета - постоянная величина для данного изображения. Она определяет количество возможных комбинаций интенсивностей различных каналов в изображении как некоторую степень двойки. Например, для полноцветного изображения RGB количество цветов равно 256*256*256 = 16777216 = 2²⁴. Тогда говорят, что глубина цвета равна 24 бит. Если к нему ещё добавить альфа-канал (256 уровней прозрачности), то получится 2³² - 32х-битный цвет. При этом количество возможных цветов остаётся равным. Для чёрно-белого изображения в режиме Grayscale глубина цвета равна 8 бит .2⁸

Фактически, для растровой графики, глубина цвета определяет количество информации, необходимой для описания цвета одного пикселя (если не применяется сжатие).