Билет 16

1. Технологии работы с графической информацией. Растровая и векторная графика. Аппаратные средства ввода и вывода графических изображений. Прикладные программы работы с графикой. Графический редактор. Основные инструменты и режимы работы.

Компьютерная графика - область информатики, изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.

Виды компьютерной графики отличаются принципами формирования изображения, в настоящее время существуют:

1. Растровая графика (базовый элемент - пиксель )

2. Векторная графика (базовый элемент - линия (задается формулой))

3. Трехмерная графика (базовый элемент - плоскость (задается формулой))

4. Фрактальная графика (базовый элемент - фрактал (задается формулой))

5. Символьная графика (базовый элемент - символ)

В растровой графике изображение формируется из отдельных точек - пикселей (Пиксель – точка на экране, заданного цвета) Двоичный код - информация о цвете каждой точки хранится в видеопамяти компьютера.

Качество растрового изображения зависит от:

1) разрешающей способности монитора – количество точек по вертикали и горизонтали.

2) глубины цвета – количество бит для кодирования цвета точки

3) используемой палитры цветов которая зависит от глубины цвета. Для хранения черно-белого изображения используется 1 бит, 16 цветов получают, если для кодирования используют 4 бита, 256 цветов – 8 бит, 65536 цветов - 16 бит). К=2ⁱ, где К – количество цветов, i- число бит для кодирования

Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем «захвата» кадра видеосъемки. Растровые изображения можно получить и непосредственно в программах растровой или векторной графики путем преобразования векторных изображений.

Растровые графические редакторы подходят для обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов, что является их бесспорным достоинством. Однако растровое изображение требует много памяти и плохо масштабируется. При попытке изменить размеры рисунка его контуры и цветопередача заметно искажаются. Например, если изображение уменьшается, несколько соседних точек превращаются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При укрупнении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект (пиксельность), который виден невооруженным глазом.

Среди растровых графических редакторов есть простые, например стандартное приложение Paint, и мощные профессиональные графические системы, например Adobe Photoshop и CorelPhoto-Paint.

В векторной графике базовым элементом является линия. Векторная графика строит изображения из простых базовых элементов типа прямых, эллипсов и т. д., которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул. При открытии файла программа прорисовывает элементы изображения по их математическим уравнениям. Например, графический примитив точки задается своими координатами (X, Y), линия - координатами начала (X1, Y1) и конца (Х2, Y2), окружность координатами центра (X, Y) и радиусом (R), прямоугольник - величиной сторон и координатами левого верхнего угла (X1, Y1) и правого нижнего угла (Х2, У2) и т.д. Для каждого примитива назначается также цвет. В векторных графических редакторах легко изменять реальные размеры объекта с помощью мыши.

С помощью векторной графики можно получить не очень сложные, но компактные рисунки, прекрасно поддающиеся изменению размера. Векторные графические изображения являются оптимальным средством для хранения таких графических объектов, для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров (чертежей, схем и т. д.). С векторной графикой мы сталкиваемся, когда работаем с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики. Важным преимуществом программ векторной графики являются развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

К достоинствам векторной графики можно отнести сравнительно небольшой размер файлов и то что размер файла, как правило не зависит от размера изображаемых объектов. Размер файла векторной графики зависит от сложности изображения: количества объектов на одном рисунке (при большем их числе компьютер должен хранить больше формул для их построения), характера заливки - однотонной или градиентной) и пр. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества Понятие «разрешение» не применимо к векторным изображениям. Недостатком векторной графики является невозможность создания так называемых «фотографических изображений», а также изображений со сложной цветовой гаммой.

К векторным графическим редакторам относятся графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространены CorelDRAW и Adobe Illustrator.

Аппаратные средства ввода и вывода графических изображений включают в себя множество различных устройств.

Монитор - это устройство вывода на экран текстовой и графической информации.

Мониторы бывают цветными и монохромными и могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

В текстовом режиме на экране монитора изображение можно создать только из символов, средствами символьной графики.

В графическом режиме любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями. Число таких точек по горизонтали и по вертикали определяет разрешающую способность монитора. Чем выше разрешающая способность монитора, тем выше качество изображения. Следует, однако, заметить, что разрешающая способность не зависит напрямую от размеров экрана монитора.

Режимы работы монитора зависят от типа видеокарты (или видеоадаптера), обеспечивающей управление и взаимодействие монитора с процессором. У процессора множество различных задач, а не только задача передавать картинку на монитор. Поэтому монитору, а точнее его адаптеру, необходима специальная память (она называется видеопамятью), в которую процессор записывает картинку. А уже затем, независимо от процессора видеоадаптер может выводить содержимое видеопамяти на экран, позволяя процессору заниматься другими задачами. Видеокарта, монитор и программы - драйверы этих устройств образуют видеосистему персонального компьютера

Сканер - устройство ввода графической информации в компьютер. Сканер преобразует графическую информацию в цифровой формат, считывая изображение непосредственно с листа бумаги. Изображение сканируется построчно: оригинал освещается специальной лампой. Яркость считываемой в данный момент точки изображения кодируется двоичным числом и передается в компьютер. Кроме обработки фотографий и рисунков сканер часто используют (в комплекте со специальным программным обеспечением) для получения электронной версии печатных документов.

Для профессиональных графических работ используется графический планшет, или дигитайзер. Рабочей поверхностью в таком устройстве является специальный планшет, на который можно положить, например, лист бумаги с чертежом. В качестве рабочего инструмента используется круговой курсор (напоминает мышь, но меньше по размерам) или световое перо. Круговой курсор удобен для ввода чертежей, а световым пером можно пользоваться как обычной пишущей ручкой. Хорошие дигитайзеры имеют специальное покрытие, создающее практически полное ощущение письма по бумаге. Основное преимущество подобных устройств заключается в том, что они позволяют использовать абсолютные координаты точки рабочей поверхности, а не относительные, как, например, мышь. Кроме того, писать и рисовать с помощью дигитайзера куда удобнее, чем мышью.

Все чаще для ввода графической информации в компьютер используются цифровые камеры. Например, журналисты, персонал правоохранительных органов, страховые агенты и т. д. могут пользоваться цифровыми фото- и видеокамерами для оперативного получения информации с места события. Большинство цифровых камер имеет маленький цветной экран, на котором можно немедленно увидеть и оценить сделанный снимок. Цифровое изображение можно откорректировать при помощи компьютера и затем распечатать.

Графический редактор - это программа, предназначенная для создания, редактирования и просмотра графических изображений. Существует множество различных графических редакторов. Некоторые из них, такие как Adobe PhotoShop и CorelDraw, предназначены для профессиональной работы с графикой. Другие, как например, Paint, встроенный в ОС Windows, доступны для работы любому пользователю, но и возможности у них не велики. Несложный графический редактор является сейчас обязательной сервисной программой в большинстве операционных систем.

Основные инструменты и режимы работы

Возможности графических редакторов самого разного уровня (для неопытных пользователей и для профессиональных художников) существенно отличаются, однако имеются некоторые общие свойства и приемы работы.

Графические редакторы имеют набор инструментов для создания или рисования простейших графических объектов: прямых линий, кривых, прямоугольников, эллипсов, многоугольников и .т.д. После выбора объекта на панели инструментов его можно нарисо­вать в любом месте окна редактора.

В графических редакторах над элементами изображения возможны операции копирования, перемещения, удаления, поворота, изменения размеров и т.д. Чтобы выполнить какую-либо операцию над объектом, его сначала необходимо выделить.

Для выделения объектов в растровом графическом редакторе обычно имеются два инструмента: выделение области прямоугольной формы и выделение области произвольной формы.

Выделение объектов в векторном редакторе осуществляется с помощью инструмента Выделение объекта (на панели инструментов изображается стрелкой).

Инструменты редактирования рисунка позволяют вносить в рисунок изменения: стирать его части, изменять цвета и т. д. Для стирания изображения в растровых графических редакторах используется инструмент Ластик, который убирает фрагменты изображения (пиксели), при этом размер Ластика можно менять.

В векторных редакторах редактирование изображения возможно только путем удаления объектов, входящих в изображение, целиком.

Операцию изменения цвета можно осуществить с помощью меню Палитра, содержащего набор цветов, используемых при создании или рисовании объектов.

Текстовые инструменты позволяют добавлять в рисунок текст и форматировать его.

Инструменты масштабирования в растровых графических редакторах дают возможность лишь увеличивать или уменьшать масштаб представления объекта на экране, не влияя при этом на его реальные размеры. Эта возможность может быть полезна в тех случаях, когда, например, необходимо подретушировать неровную границу или замаскировать цветовое пятно. В векторных графических редакторах легко изменять реальные размеры объекта с помощью мыши.