
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные понятия………………………………………………….……………….6
- •Глава 2. Координаты и преобразования…………………………………………………...13
- •Глава 3. Растровая графика. Базовые растровые алгоритмы……………………… 37
- •Глава 4. Векторная графика…………………………………………………………….…..78
- •Глава 5. Фрактальная графика……………………………………………………………..91
- •Глава 6. Цветовые модели компьютерной графики………………………………….…97
- •Глава 7. Методы и алгоритмы построения сложных трехмерных объектов……. 137
- •Глава 9. Архитектуры графических систем …………………………………………. 181
- •Глава 10. Стандартизация в компьютерной графике……………………………….….189
- •Глава 11. Форматы графических файлов……………………………………………..…205
- •Глава 1. Основные понятия
- •1.1 Разновидности компьютерной графики
- •Полиграфия
- •Мультимедиа
- •Сапр и деловая графика
- •Геоинформационные системы (гис)
- •1.2. Принципы организации графических программ
- •Растровые программы
- •Векторные программы
- •Фрактальные программы
- •Глава 2. Координаты и преобразования
- •2.1 Координатный метод
- •2.1.1. Преобразование координат
- •Однородные координаты и матричное представление двумерных преобразований
- •Композиция двумерных преобразований
- •Композиция трехмерных преобразований
- •Преобразование объектов
- •Преобразование как изменение систем координат
- •2.1.2 Аффинные преобразования на плоскости
- •Проекции
- •Мировые и экранные координаты
- •Основные типы проекций
- •Глава 3. Растровая графика. Базовые растровые алгоритмы
- •3.1 Растровые изображения и их основные характеристики
- •Вывод изображений на растровые устройства
- •Методы улучшения растровых изображений
- •Диагональное расположение ячеек 5x5
- •Диагональные структуры: а - сдвиг строк ячеек, б - ячейки другого типа
- •Набор чм-ячеек 5x5
- •3.4. Базовые растровые алгоритмы Алгоритмы вывода прямой линии
- •Инструменты растровых графических пакетов
- •Преимущества и недостатки растровой графики
- •Глава 4. Векторная графика
- •Средства создания векторных изображений
- •Сравнение механизмов формирования изображений в растровой и векторной графике
- •Структура векторной иллюстрации
- •Математические основы векторной графики
- •Элементы (объекты) векторной графики
- •Достоинства и недостатки векторной графики
- •Глава 5. Фрактальная графика
- •Математика фракталов. Алгоритмы фрактального сжатия изображений
- •Обзор основных фрактальных программ
- •Глава 6. Цветовые модели компьютерной графики
- •6.1 Элементы цвета
- •Свет и цвет
- •Физическая природа света и цвета
- •Излученный и отраженный свет
- •Яркостная и цветовая информация
- •Цвет и окраска
- •Характеристики источника света
- •Стандартные источники
- •Особенности восприятия цвета человеком
- •Цветовой и динамический диапазоны
- •Типы цветовых моделей
- •Аддитивные цветовые модели
- •Субтрактивные цветовые модели
- •Перцепционные цветовые модели
- •Системы соответствия цветов и палитры
- •Триадные и плашечные цвета
- •Цветовые режимы
- •Глава 7. Методы и алгоритмы построения сложных трехмерных объектов
- •Модели описания поверхностей
- •Аналитическая модель
- •Векторная полигональная модель
- •Воксельная модель
- •Равномерная сетка
- •Неравномерная сетка. Изолинии
- •7.2. Визуализация трехмерных объектов
- •Каркасная визуализация
- •Показ с удалением невидимых точек
- •Глава 8. Реалистическое представление сцен
- •Закрашивание поверхностей
- •Модели отражения света
- •Вычисление нормалей и углов отражения
- •Метод Гуро
- •Метод Фонга
- •8.4. Имитация микрорельефа
- •Трассировка лучей
- •Анимация
- •Глава 9. Архитектуры графических систем
- •Суперстанции
- •Компоненты растровых дисплейных систем
- •Подходы к проектированию графических систем
- •Графические системы на базе сопроцессора i82786
- •Графические системы из набора сверх больших интегральных схем (сбис)
- •Растровый графический процессор dp-8500
- •Графические системы на универсальном процессоре
- •Высокоскоростные графические системы
- •Рабочие (супер)станции с использованием универсального вычислителя
- •Глава 10. Стандартизация в компьютерной графике
- •Международная деятельность по стандартизации в машинной графике
- •Классификация стандартов
- •Графические протоколы
- •Аппаратно-зависимые графические протоколы
- •Языки описания страниц
- •Аппаратно-независимые графические протоколы
- •Проблемно-ориентированные протоколы
- •Глава 11. Форматы графических файлов
- •11.1 Векторные форматы
- •11.2 Растровые форматы
- •11.3 Методы сжатия графических данных
- •11.4 Преобразование файлов из одного формата в другой
- •Глава 12. Технические средства кг (оборудование кг)
- •12.1 Видеоадаптеры
- •Манипуляторы
- •Оборудование мультимедиа
- •Мониторы
- •Видеобластеры
- •Периферия
- •Принтеры
- •Имиджсеттеры
- •Плоттеры
- •Звуковые карты
- •Сканеры
- •Секреты графических планшетов (дигитайзеров)
- •Цифровые фотоаппараты и фотокамеры
- •Литература
Триадные и плашечные цвета
Для печатания результатов работы, выполненной вами в графической программе на
полиграфическом оборудовании, возможно использование одной из двух схем печати: плошечной или многослойной.
Шашечными (или простыми) цветами называются цвета, которые воспроизводятся на бумаге готовыми смесовыми красками.
Каждый плашечный цвет репродуцируется с помощью отдельной печатной формы (плашки).
Многослойная печать основана на использовании триадных (иначе составных) цветов и включает в себя как минимум четыре процесса.
Триадные цвета воспроизводятся путем смешивания в разных пропорциях триад- ных красок (голубой, пурпурной, желтой), применяемых в стандартной четырехкрасочной печати.
В графических программах все цветовые модели работают именно с триадными
цветами. Поэтому воспроизведение плашечного цвета на экране монитора с помощью, например, цветовой модели RGB приводит к аппроксимации плашечного
цвета триадным цветом.
Плашечная схема печати применяется тогда, когда количество цветов в рисунке
меньше четырех или когда отдельные цвета не могут быть получены путем смешивания красок (например, неоновые или имитирующие металлизированную поверхность).
В случае необходимости прецизионного воспроизведения цвета или создания спе- циальных цветовых эффектов возможны реализация плашечной печати с большим
количеством цветов или совмещение плашечной и многослойной печати.
Некоторые плашечные цвета можно точно передать с помощью триадных красок,
другие находятся за пределами цветового охвата CMYK. Например, пастельные, неоновые или металлизированные краски не имеют аналогов в цветовой системе CMYK, а оттенок зеленого цвета легко заменить его составным аналогом.
О различии в физических механизмах воспроизведения цвета плашечными и
триадными цветами
Различие между плашечными и триадными цветами напрямую связано с процес-
сами взаимодействия света с чернилами, используемыми для создания этих красок.
Чернила для плашечной печати непрозрачны, поэтому они отражают свет поверх- ностным слоем. В результате для получения на бумаге, например, пурпурного цвета потребуется использование пурпурных чернил. Это позволяет, в свою очередь,
добиваться очень ярких тонов и специальных эффектов типа металлизации и ирилизации (перелива оттенков).
Чернила для многослойной печати, наоборот, прозрачны. Поэтому свет отражается не их поверхностным слоем, а поверхностью материала, на который они нанесены. Это приводит к тому, что образование цвета происходит за счет удаления из спектра лишних компонентов путем поглощения их слоем краски. В результате для воспроизведения пурпурного цвета на поверхность страницы необходимо наложить два типа чернил — бирюзового и синего цветов. Они поглотят синюю и зеленую части спектра, оставив (отразив) для нашего глаза только пурпурную часть спектра.
Палитры PANTONE
Фирмой PANTONE создана одна из самых больших и полных систем соответствия цветов. Она первой получила международный статус системы стандартизации цветов и пока остается доминирующей на рынке полиграфической продукции. Система соответствия цветов PANTONE возникла задолго до того, как она стала использоваться в качестве цветной электронной палитры при создании компьютерных изображений.
В последнее время фирма PANTONE увеличила число цветовых наборов, что вы-
звано необходимостью использования в дизайне металлических, текстильных и пастельных тонов, а также цветов, входящих в новое шестимерное цветовое пространство PANTONE Hexachrome.
Это нашло отклик и в соответствующем обеспечении графических программ. На-
пример, в девятой версии CorelDRAW значительно расширено число палитр PAN-TONE. Это достигнуто за счет введения двух вариантов систем соответствия цветов — для печати на мелованной к немелованной бумаге. Тенденция коснулась и палитры PANTONE® Hexachrome, преобразованной в новой версии в две палитры. Одновременно добавлены электронные аналоги ряда новых палитр PANTONE для создания металлических и пастельных цветов. В итоге девятая версия пополнилась двумя новыми системами соответствия цветов и пятью новыми палитрами PANTONE:
PANTONE MATCHING SYSTEM® Coated;
PANTONE MATCHING SYSTEM® Uncoated;
PANTONE® Hexachrome® Coated;
PANTONE® Hexachrome® Uncoated; PANTONE® Metallic Colors; Ш PANTONE® Pastel Colors Coated; PANTONE® Pastel Colors Uncoated.
Это привело к увеличению количества поставляемых стандартных цветов до 10 ООО с одновременным расширением цветового охвата устройств вывода на печать по сравнению с моделью CMYK.
Включенные в графические пакеты электронные палитры плашечных и триадных
цветов фактически представляют лишь малую часть соответствующих оригинальных палитр.
Задание нужного цвета: PANTONE MATCHING SYSTEM
В случае использования при печати дополнительной краски помимо стандартных красок модели CMYK необходимо однозначно указать этот цвет. Определение типа
«очень светлый зеленый с легким оттенком цвета морской волны» может казаться вам необычайно точным, но для печатника это будет что-то типа разновидности
серого.
Промышленным стандартом является система соответствия цветов Pantone Mat-
ching System, представляющая собой собранные в группы пронумерованные образцы
131
примерно тысячи цветов. Некоторые из них будут соответствовать описанию зеленого с оттенком цвета морской волны. Поэтому нужно заглянуть в каталог образцов, позвонить в типографию, сказать «PMS 3258» или что-то в этом роде и повесить трубку. Хотя на полке в печатном цехе может и не быть краски точно такого цвета, система Pantone дает четкую инструкцию, как получить этот цвет из комбинации других, более распространенных красок. Просто и эффективно как для типографии, так и для клиента.
Проблемы могут возникнуть только в том случае, если вы выберете цвет из палитры PMS,
а потом попытаетесь синтезировать его красками CMYK вместо того, чтобы использовать отдельную (плашечную) краску в качестве пятого цвета. Для того чтобы вы могли получить визуальное представление о соответствии между плашечным цветом и ближайшим к нему CMYK-аналогом, в палитре Pantone представлены два варианта каждого цвета. Один показывает специальную смесь красок (плашечный цвет), а другой
ближайший к ней эквивалент CMYK.
В общем случае следует помнить, что реальный (плашечный) цвет значительно более интенсивный. Это связано с тем, что он сплошной в отличие от наложения двух растров бледной краски триадного (CMYK) цвета на белую бумагу. Голубая краска, используемая в печати, очень бледная, поэтому синий, зеленый или фиолетовый цвет из палитры Pantone невозможно получить с помощью красок CMYK -можно получить оттенок цвета, но не более.
И здесь выбор за вами, поскольку только вы можете определить, насколько аналог соответствует реальному цвету.
Система соответствия цветов FOCOLTONE
Палитра FOCOLTONE представляет собой систему создания плашечных цветов из
основных цветов модели CMYK. Эта палитра позволяет оптимизировать процесс печати созданных изображений за счет организации ловушек цвета. Ловушки — это способ устранения ошибок совмещения окрашенных областей за счет некоторого увеличения размеров совмещаемых областей, приводящих к их перекрытию. Цвета FOCOLTONE организованы таким образом, чтобы новый цвет можно было реализовать из предыдущего путем добавления к нему не менее 10% одного из основных цветов. Это минимизирует необходимость использования фильтров и оптимизирует процедуру цветоделения.
Система соответствия цветов TRUMATCH
Палитра TRUMATCH содержит свыше 2000 основных цветов, поддерживаемых
большинством принтеров.
Trumatch создала специальный электронный эквивалент своей системы цветов на
базе компьютерной электронной системы (CEPS). Эта система основана на цветовой модели CMYK, и поэтому при печати здесь не требуется создания дополнительных слоев цветоделения. В цветовой палитре цвета расположены в следующем порядке: сначала по цвету (от красного до фиолетового), затем контрастности (от глубоких до пастельных тонов) и, наконец, яркости (добавление или удаление черного). Для отображения цветовых ячеек, не представленных в окне палитры, можно воспользоваться полосой прокрутки.
В настоящее время система соответствия цветов TRU MATCH внедрена в продук-
ты ведущих фирм-разработчиков программного обеспечения компьютерной графики, включая Adobe, Corel, Macromedia и Quark.
Цветовая палитра SpectraMasfег
Палитра триадных цветов SpectraMaster разработана фирмой DuPont для
использования в производстве промышленных покрытий и красителей. Она содержит свыше 2400 различных цветов и основана на цветовой модели Lab. Для ее изображения на экране монитора используется RGB- или CMYK-модель, а для печати — CMYK-модель.
Цвета из палитр DIC и палитры TOYO 88
Эти палитры цветов широко распространены в странах Азии, особенно в Японии. Каждая из них имеет собственную систему кодировки цветов и коллекцию из основных
цветов. Цвета из палитр DIC (DIC Color Guide, DIC Color Guide Part II и DIC Traditional Colors of Japan) создаются при смешивании красок DIC. В Corel PHOTO-PAINT и других приложениях Corel воспроизведение цветов этой палитры выполняется в модели CMYK.
Диапазон цветов палитры TOYO 88 создается и воспроизводится с помощью кра- сок TOYO. Репродуцирование цветов этой палитры на экране компьютера осуществляется с помощью RGB-модели, а для печати — CMYK-модели. Для согласования этих двух моделей используется модель Lab.
Специализированные палитры
Большинство современных графических программ позволяет использовать по-
ставляемые в составе пакета специализированные палитры и создавать свои собственные палитры. Например, в программе CorelDRAW специализированные (пользовательские) палитры выделены в отдельную группу палитр Custom Palettes (пользовательские палитры). Из нее вы можете загрузить для текущей работы любую нужную вам палитру. Это и краски осени (rAutunmn.cpl), и всевозможные оттенки листвы (rFoliage.cpl), и лики любви (rLove.cpl), и многое, многое другое, что, безусловно, удовлетворит вкус самых взыскательных художников.
В отличие от стандартных палитр, имеющих жестко определенный набор цветов,
вы можете не только свободно обновлять и пополнять цветовой состав пользовательских палитр, но и создавать собственные палитры под конкретную задачу. Например, вы можете создать собственную палитру на базе цветовой палитры
любого изображения или выделенной его части.
Эти палитры могут включать в себя как плашечные цвета, так и цвета, созданные с помощью цветовых моделей или путем смешивания.