Методическое пособие 569

характер. Наиболее целесообразно будет корректировать изображение в каком-нибудь другом подходящем формате, например TIFF, и лишь по завершению всех работ окончательная версия может быть сохранена в JPEG. Таким образом, можно сохранить вполне приемлемое качество изображения при минимальном размере итогового файла. Формат JPEG не поддерживает анимацию или прозрачный цвет, и пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений, типа фотографических, в интернете.

TIFF (Tag Image File Format) - разработан компанией

Aldus для своего графического редактора PhotoStyler, впрочем, уже не развивающемуся, однако самому формату была уготована гораздо более долгая жизнь. Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Кстати, возможность записи изображений в формате TIFF является одним из признаков высокого класса современных цифровых фотокамер. Формат поддерживает множество алгоритмов сжатия (в том числе популярные LZW, Deflate или JPEG), типов изображений от битового (1-, 2-, 4-, 8-, 24- и 32битные изображения) и индексированных цветов до LAB, CMYK и RGB (кроме дуплексов и многоканальных документов). Кроме того, существуют две разновидности формата, соответственно для IBM PC и Macintosh, обусловленные различным порядком записи чисел, реализуемым на этих платформах. В этом формате поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как обрывочные контуры, альфа-каналы, возможность сохранять несколько копий изображения с разным разрешением и даже включать в файл слои. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов

71

(например, с PC на Маc и обратно).

PSD (Adobe Photoshop) - является стандартным форматом пакета Adobe Photoshop и отличается от большинства обычных растровых форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения, используя алгоритм сжатия без потерь RLE Packbits, иногда даже сильнее, чем PNG (только в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Формат поддерживает глубины цвета, вплоть до 16 бит на канал (48-битные цветные и 16битные черно-белые), а также альфа-каналы, слои, контуры, прозрачность, векторные надписи и т. п. Прекрасно подойдет для переноса или хранения изображений, содержащих специфические, свойственные только Adobe Photoshop, элементы. Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков, но не стоит забывать, что, открыв эти файлы в некоторых графических редакторах третьих фирм, даже декларирующих поддержку формата PSD, можно потерять значительную часть их специфических возможностей.

Векторная графика. Основным элементом в векторной графике является линия. Линия - это элементарный объект векторной графики. Все объекты в изображении состоят из линий. Например, объект четырехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб - как двенадцать связанных линий или как шесть связанных четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой.

Как и все объекты, линии имеют свойства: форма, толщина, цвет, тип. Замкнутые линии имеют свойство заполнения цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы также имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

72

Так как все изображения выводятся на экран в виде точек, то перед выводом векторных изображений программа производит вычисление координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой.

Средства работы с векторной графикой. Как и в случае с растровой графикой, для работы с векторной имеется огромное количество программных средств, освоение которых достаточно непросто по сравнению с растровыми. К основным относятся программы:

CorelDraw - это профессиональный графический редактор с богатыми настройками и развитой системой управления.

Adobe Illustrator - основное достоинство программы в том, что она вместе с Adobe Photoshop и Adobe PageMaker

образует достаточно мощный пакет для выполнения компьютерной верстки полиграфических изданий и разработки сложных документов.

Macromedia Freehand - один из самых дружественных и интуитивно понятных векторных редакторов. Программа отличается простотой системы управления и высоким быстродействием, но возможности несколько скромнее, чем у предыдущих редакторов.

Рассмотрим основные векторные графические форматы, использующиеся в этих программах. Разработчики практически всех векторных графических программ предпочитают иметь дело только со своими собственными форматами, что связано, скорее всего, со спецификой алгоритмов формирования векторного изображения. Но, так как возможность переноса файлов между различными приложениями в векторной графике не менее актуальна, чем в растровой, то своего рода стандартом стали файловые форматы двух наиболее популярных профессиональных графических пакетов - Adobe Illustrator и CorelDRAW:

AI (Adobe Illustrator Document) - поддерживают

73

практически все программы, так или иначе связанные с векторной графикой. Этот формат является наилучшим посредником при передаче изображений из одной программы в другую, с РС на Macintosh и наоборот. В целом, несколько уступая CorelDRAW по иллюстративным возможностям, (может содержать в одном файле только одну страницу, имеет маленькое рабочее поле - этот параметр очень важен для наружной рекламы - всего 3х3 метра) тем не менее, он отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически все издательско-полиграфические приложения.

CDR (CorelDRAW Document) - основной рабочий формат популярного пакета CorelDRAW, являющимся неоспоримым лидером в классе векторных графических редакторов на платформе РС. Имея сравнительно невысокую устойчивость и проблемы с совместимостью файлов разных версий формата, тем не менее формат CDR, особенно последних версий можно без натяжек назвать профессиональным. В файлах этих версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.

WMF (Windows Metafile) - еще один родной формат Windows, на сей раз векторный. Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях, поскольку он не может сохранять некоторые параметры, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не воспринимается Macintosh-ами, и, самое главное, способен исказить цветовую схему изображения.

PDF (Portable Document Format) - первоначально проектировался как компактный формат электронной

74

документации, но в последнее время все больше используется для передачи по сетям графических изображений и смешанных документов, содержащих как текст, так и графику. Формат PDF является в полной мере платформонезависимым форматом, в текстовой части которого возможно использование множества шрифтов (которые содержатся непосредственно в документе, поэтому документ будет выглядеть так, как задумал его автор, на любом компьютере, независимо от используемого на нем программного обеспечения) и гипертекстовых ссылок, а также графические иллюстрации любого типа (векторные или растровые). Для достижения минимального размера PDF-файла используется компрессия, причем каждый вид объектов сжимается по наиболее выгодному для него алгоритму. Просматривать документы в формате PDF и распечатывать их на принтере можно с помощью утилиты Acrobat Reader, распространяемой компанией Adobe бесплатно.

Фрактальная графика. Фрактальная графика в общем строится на основе вычислений, что и векторная. Но в отличие от нее никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению, поэтому в памяти хранится только формула. Изменяя коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другое изображение.

Основным принципом построения фрактальных объектов является наследование свойств родительских структур. Процесс наследования может продолжаться до бесконечности. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка, многократно увеличенная, оказывается фрактальным объектом. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. Для построения фрактальных объектов чаще всего используют различные вычислительные среды и системы программирования.

Инженерная графика. Компьютеризацию чертежных и

75

конструкторских работ проводят давно и в настоящее время используют различные системы автоматизации проектных работ(САПР). В настоящее время САПР представляет собой аппаратно-программный комплекс, поддерживающий процесс проектирования с использованием специальных средств машинной графики, поддерживаемых пакетами ПО, для решения задач, связанных с проектной деятельностью. Сферы применения САПР достаточно многогранны: архитектура, строительство, картография, медицина, геофизика и т.д.

Одним из наиболее традиционных и популярных средств автоматизированного проектирования является система AutoCad, которая является наиболее простой в освоении и в то же время содержит все необходимые инструменты.

Особый класс программ для работы с любыми видами изображений представляют программы-просмотрщики. Они позволяют просматривать графические файлы различных форматов, создавать фотоальбомы на жестком диске, перемещать, переименовывать, изменять размеры, а также конвертировать из одного формата в другой изображения. Лидером в данной области является программа ACDSee, которая имеет достаточные мощные средства как просмотра, так и обработки изображений.

76

Рис. 11. Рабочее окно графического просмотрщика ACDSee

Упоминавшиеся графические программы работают в основном с двумерной графикой. Однако существует и достаточно быстро развивается область трехмерной или 3D-

графики.

По сравнению с традиционными для графических программ двумерными векторными и растровыми объектами работа с 3D-графикой предполагает использование более сложных понятий и процедур, таких как сцена, камеры, источники света.

Возможности программ для работы с трехмерной графикой достаточно широки. Это и изготовление спецэффектов для кино и телевидения, получение реалистичных фотоизображений, технических иллюстраций в программах автоматизированного проектирования для разработки новых реальных объектов и т.д..

Использование 3D-программ напоминает съемку с

77

помощью видеокамеры комнаты, полной сконструированных вами объектов. Они позволяют смоделировать комнату и ее содержимое с использованием разнообразных базовых трехмерных объектов(кубы, сферы, цилиндры, конусы), которые можно очень быстро создать. После того как модели всех объектов созданы и размещены на сцене можно выбрать им оформление с помощью имеющихся в программе встроенных средств или создать собственное оформление. Затем можно создать и расставить воображаемые камеры, которые будут наблюдать и снимать виртуальный трехмерный мир. После всех приготовлений можно анимировать сцену, заставив двигаться объекты, источники света и камеры. В завершении можно визуализировать анимацию и зафиксировать результат в виде видеофайла или на видеоленте.

7.4. Системы управления базами данных

Компьютерные информационные системы позволяют хранить большие объемы данных, осуществлять их обработку. Основой всякой информационной системы является база данных.

База данных - совместно используемый набор логически связанных данных (и описание этих данных), предназначенный для удовлетворения информационных потребностей организации.

База данных - это единое, большое хранилище данных, которое однократно определяется, а затем используется одновременно многими пользователями из разных подразделений. Вместо разрозненных файлов с избыточными данными, здесь все данные собраны вместе с минимальной долей избыточности. Причем база данных хранит не только рабочие данные, но и их описания. По этой причине базу данных еще называют набором интегрированных записей с самоописанием. В совокупности, описание данных называется

системным каталогом или словарем данных, а сами

78

элементы описания принято называть метаданными, т.е. "данными о данных".

При анализе информационных потребностей организации следует выделить сущности, атрибуты и связи. Сущностью называется отдельный тип объекта организации (человек, место или вещь, понятие или событие), который нужно представить в базе данных. Атрибутом называется свойство, которое описывает некоторую характеристику описываемого объекта. Связь - это то, что объединяет несколько сущностей.

Классификация баз данных

Базы данных можно классифицировать по следующим признакам:

По характеру хранимой информации: фактографические - хранят краткую информацию в

строго определенном формате; документальные - хранят всевозможную

документацию.

По способу хранения данных:

централизованные - вся информация хранится на одном компьютере

распределенные - разные части базы хранятся на разных компьютерах, соединенных в сети.

По структуре организации данных:

Реляционные (relation - отношение) - хранят данные в табличном виде, причем каждая запись в таблице содержит информацию, относящуюся только к одному конкретному объекту.

иерархические - характерна подчиненность объектов нижнего уровня объектам верхнего уровня

сетевые - характерна взаимосвязь различных объектов в

базе

Наиболее распространенными на практике являются реляционные БД.

Система управления базами данных(СУБД) - это

79

программное обеспечение, с помощью которого пользователи могут определять, создавать и поддерживать базу данных, а также осуществлять к ней контролируемый доступ.

Основными функциями СУБД являются:

1.Определение базы данных, что обычно осуществляется с помощью языка определения данных (DDL - Data Defenition Language). Язык DDL предоставляет пользователям средства указания типа данных и их структуры,

атакже средства задания ограничений для информации, хранимой в базе данных.

2.Вставка, обновление, удаление и извлечение информации из базы данных, что обычно осуществляется с помощью языка управления данными (DML - Data Manipulation Language). Наличие централизованного хранилища всех данных и их описаний позволяет использовать язык DML как общий инструмент организации запросов, который иногда называют языком запросов (query language). Существует две разновидности языков DML - процедурные и непроцедурные языки, - которые отличаются между собой способом извлечения данных. Основное отличие между ними заключается в том, что процедурные языки обычно обрабатывают информацию в базе данных последовательно, запись за записью, а непроцедурные оперируют сразу целыми наборами записей. Поэтому с помощью процедурных языков обычно указывается, как можно получить желаемый результат, тогда как непроцедурные языки используются для описания того, что следует получить. Наиболее распространенным типом непроцедурного языка является язык структурированных запросов (Structured Query Language - SQL), который в настоящее время определяется специальным стандартом и фактически является обязательным языком для любых реляционных СУБД.

3.Предоставление контролируемого доступа к базе данных с помощью перечисленных ниже средств:

- системы обеспечения безопасности,

80