Учебное пособие 1451
.pdf6, Технологии обработки графической информации
Графические редакторы предназначены для создания и редактирования цифровой графики. Поскольку существует два формата хранения графической информации: растровый и векторный, то существует два типа таких программ
– растровые и векторные графические редакторы.
При использовании растровой графики изображение описывается как совокупность точек (пикселей – pixel). Поскольку эти точки никак не связаны друг с другом, то для каждой из них требуется указать цвет и координаты. В простейшем случае, когда используется двухцветное изображение (например, черно-белое) для описания цвета каждого пикселя достаточно одного двоичного разряда: 0 – черный, 1 – белый. Для 256-цветного рисунка таких разрядов требуется уже 8 на каждый пиксель (256 = 28). Наиболее сложные, фотореалистичные цветные изображения требуют до 24 разрядов на пиксель. Вследствие этого размер файлов с растровыми изображениями очень быстро возрастает при увеличении глубины цвета изображения.
Растровые изображения достаточно широко используются в вычислительной технике. Фотографии и рисунки в компьютере хранятся именно в виде растровых изображений, например, в форматах BMP, JPEG, GIF. Большинство рисунков во всемирной компьютерной сети Интернет представляют собой растровые файлы. Имеется множество программ, предназначенных для работы с растровыми рисун-
кам, например Adobe Photoshop, Corel Photo-Paint, Microsoft Paint.
Растровые изображения обладают одним очень существенным недостатком: их трудно увеличивать или уменьшать, то есть масштабировать. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения. При увеличении – увеличивается размер каждой точки, поэтому появляется ступенчатый эффект. Кроме того, растровые изображения занимают много места в памяти и на диске.
Для несложной работы с растровыми изображениями лучше всего подходит программа Microsoft Paint, или просто Paint, встроенная в операционную систему Windows. Как сказано в справке по этой программе:
«Paint представляет собой средство для рисования, с помощью которого можно создавать простые рисунки. Эти рисунки можно делать черно-белыми или цветными и сохранять их в виде файлов. Созданные рисунки можно выводить на печать, использовать в качестве фона рабочего стола либо вставлять в другие документы. Paint можно использовать даже для просмотра и правки снятых с помощью сканера фотографий. Графический редактор Paint используется для работы с точечными (растровыми) рисунками формата JPEG, GIF или BMP.»
Наиболее популярным графическим пакетом для обработки растровой графики является Adobe Photoshop. Этот пакет предоставляет практически неограниченные возможности. Многие профессионалы считают, что он необхо-
81
дим для обработки художественных фотографий. Чтобы начать работу, достаточно открыть новое окно или загрузить изображение. Затем можно создать слои, во многом напоминающие листы прозрачной кальки, разместить или нарисовать на них графические элементы и отредактировать любой из них независимо от других. Возможность работы со слоями и поддержка многослойной структуры документов дает большую свободу при создании самых сложных композиций, позволяет в любой момент вернуться на несколько шагов и возобновить работу не с самого начала, а с какого-то промежуточного этапа. Более 40 фильтров позволяют создавать разнообразные специальные эффекты. Программа обеспечивает гибкие и разносторонние возможности по обработке и оптимизации изображений. Обладая полным набором инструментов для коррекции цвета, ретуширования, регулировки контрастности и насыщенности цветов, маскирования, создания различных цветовых эффектов и т.д., программа позволяет быстро выполнить монтаж разнообразных сюжетов.
Векторная графика – это способ представления изображения с помощью совокупности кривых, положение которых на рисунке описывается посредством математических формул.
Например, для описания любой окружности требуется всего несколько чисел: радиус, координаты центра, толщина и цвет линии. Благодаря этому векторная графика по сравнению с растровой имеет целый ряд преимуществ:
•математические формулы, описывающие векторное изображение, занимают намного меньше места в памяти компьютера, чем описание пикселей растрового изображения;
•возможность практически неограниченного масштабирования изображения (или отдельных его фрагментов) без потери его качества.
Увекторных изображений также имеются и недостатки. Например, очень сложно представить компактно в векторном формате фотореалистичное изображение.
Векторные графические редакторы предназначены для профессиональной работы с художественными и техническими иллюстрациями. Эти программы обладают широким набором средств для построения и сложной обработки изображения (размещения, трансформации, заливки, создания спецэффектов – освещения, затенения, перспективы, иллюзии трехмерного изображения)
Представление векторного изображения в памяти компьютера сложнее, чем пиксельного (хотя, как правило, при этом оно намного компактнее). Несколько упрощая, можно считать, что оно представляет собой перечень всех объектов, из которых составлено изображение.
Наиболее известными программами для работы с векторной графикой яв-
ляются CorelDraw, Above Illustrator.
CorelDraw (графический редактор для дизайна) представляет собой ин-
тегрированный объектно-ориентированный пакет программ для работы с векторной графикой. Интегрированность пакета следует понимать в том смысле, что входящие в него программы могут легко обмениваться данными или после-
82
довательно выполнять различные действия над одними и теми же данными. Термин «объектно-ориентированный» следует понимать в том смысле, что все операции, выполняющиеся в процессе создания и изменения изображений, пользователь проводит не с изображением в целом и не с его мельчайшими, атомарными частицами (пикселями изображения), а с объектами – семантически нагруженными элементами изображения. Таким образом, изображение становится иерархической структурой, на самом верху которой находится векторное изображение в целом, а в самом низу – стандартные объекты (примитивы). В CorelDraw каждому стандартному классу объектов ставится в соответствие уникальная совокупность управляющих параметров (например, диаметр, цвет, тип и толщина линии, а также цвет внутренней области) и определен перечень стандартных операций (например, прямоугольник можно разворачивать, масштабировать, закруглять ему углы, преобразовывать его в объект другого класса). В пакет введен объектно-ориентированный язык программирования VBA. Программные модули на этом языке позволяют автоматизировать выполнение часто повторяющихся действий и даже строить на основе CorelDraw специализированные графические системы с определением новых классов объектов и операций над ними. Однажды построенные фрагменты изображений можно использовать в новых работах. Так же можно менять характер работы, не меняя изображения.
AutoCAD (векторный графический редактор для технического черчения) предназначен для двумерного проектирования и черчения, подготовки проектной документации, а также для выполнения основных задач трехмерного моделирования. Практическая реализация конструкторских идей основывается на высокой эффективности выполнения множества небольших и многократно повторяющихся операций.
Как уже отмечалось, каждый пиксель растрового изображения содержит информацию о цвете. Любой векторный объект также содержит информацию о цвете его контура и закрашенной области. Информация может занимать от одного до тридцати двух битов, в зависимости от глубины цвета. Если мы работаем с черно-белыми изображениями, то цвет кодируется нулем или единицей. Для несложных рисунков, содержащих 256 цветов или столько же градаций серого цвета, нетрудно пронумеровать все используемые цвета.
Но для изображений в истинном цвете, содержащих миллионы разных оттенков, простая нумерация не подходит. Для них разработаны несколько моделей представления цвета, помогающих однозначно определить любой оттенок. Цветовая модель определяет способ создания цветов, используемых в изображении. Всего разработано три основных цветовых модели и множество их модификаций.
83
Цветовые модели (способ образования цветовой палитры) RGB
Данная модель названа по начальным буквам входящих в нее цветов: Red – красный, Green – зеленый, Blue – синий. Это аддитивная (суммирующая) модель. Она адекватна цветовому восприятию человеческого глаза. Поэтому построение изображения на экранах мониторов, в сканерах, цифровых камерах и других оптических приборах соответствует модели RGB. Любой цвет в этой модели представляется тремя числами, описывающими величину каждой цветовой составляющей. В компьютерной технике цвет описывается кодом, состоящим из знака «#» и 6-ти позиций 16-ричных чисел (от 0 до F). Под каждую составляющую отводится по две позиции. Черный цвет образуется, когда интенсивность всех трех составляющих равна нулю (#000000), а белый – когда их интенсивность максимальна (#FFFFFF). Чисто красный цвет представляется кодом # FF0000, зелёный – #00FF00 и т. п. Множество компьютерного оборудования работает с использованием модели RGB, кроме того, эта модель очень проста.
CMYK
Данная модель построена на эффекте вычитания цветов. Буквы в её названии также взяты из названий используемых цветов: Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый, black – черный. Выбор цветов для модели неслучаен, они тесно связаны с цветами модели RGB. Голубой цвет образуется при поглощении красного, пурпурный – при поглощении зеленого, а желтый – при поглощении синего. При нанесении большого количества красок разных цветов поглощается больше цвета и меньше отражается. Таким образом, при смешении максимальных значений этих трех цветов мы должны получить черный цвет, а при полном отсутствии краски должен получиться белый цвет. Однако в действительности при смешении трех красок получается грязно-бурый цвет, так как используемые реальные красители отражают и поглощают цвет не так, как описано в теории. Черный цвет получается только при добавлении черной краски, поэтому в модель CMYK и добавлена черная составляющая. Система CMYK является субтрактивной (вычитающей), широко применяется в полиграфии. Типографическое оборудование работает исключительно с этой моделью, да и современные принтеры тоже используют красители четырех цветов. При печати на бумагу наносятся несколько слоев прозрачной краски, и в результате мы получаем цветное изображение, содержащее миллионы различных оттенков.
HSV
Системы RGB и CMYK удобны при работе с конкретным оборудованием, но не очень удобны для человеческого восприятия. Представив себе желаемый цвет, вы не сможете сказать, сколько в нем составляющих цветов той или иной модели. Модель HSV основана на восприятии цвета человеком. Все цвета в ней
84
описываются тремя числами. Одно задает собственно цветовой тон (Hue), другое – насыщенность цвета (Saturation), а третье – яркость (Value). Цвет в этой модели независим от используемых технических средств. Похожая модель используется в стандартных диалогах Windows для выбора произвольного цвета. Модель HSV не зависит от оборудования и удобна для восприятия человеком. Именно поэтому с ней часто работают различные программы, в дальнейшем преобразуя цвета в модель RGB для показа на экране монитора или в модель CMYK – для печати на принтере. Кроме того, модель HSV удобно использовать при редактировании рисунков.
Примеры выполнения тестовых заданий к разделу
1. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого) размером 100x100 точек. Информационный объем этого файла равен
1)10000 бит
2)1250 бит
3)80000 бит
4)20000 бит
Ответ: 1). Т.к. 100x100 точек = 10000 точек. Каждая точка черно-белого изображения без градаций серого кодируется 1 бит.
2.Системой кодирования графической информации являются
1)RGB
2)CMYK
3)OSI
4)FTP
Ответ: 1), 2). Цветное изображение создается комбинацией базовых цветов RGB – красный – зеленый – синий, CMYK – голубой – пурпурный – желтый – черный.
Тестовые вопросы к разделу
1.Цифровой фотоаппарат сохраняет изображение в файлах с расширением
JPG. Это
1)растровый формат
2)векторный формат
3)не имеет никакого отношения к графическим форматам
4)фрактальный формат
85
2.Данное изображение можно хранить в __________ формате
1)растровом
2)векторном
3)любом
4)фрактальном
3.Данное изображение можно хранить в _______ формате
1)растровом
2)векторном
3)любом
4)фрактальном
4.Имеется растровое изображение размером 200х100 пикселей. Размер файла при сохранении этого изображения в 256-цветном формате без сжатия будет равен
1)20 000 бит
2)20 000 байт
3)5 120 000 байт
4)5 120 000 бит
5.Для построения данного векторного рисунка минимально необходимо
________ команд машинной графики
1)1
2)2
3)3
4)6
6.В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 256 до 4. При этом размер файла уменьшится в _____ раз.
1)4
2)8
3)64
4)128
7.Модем передаёт растровое графическое изображение без сжатия размером 480х512 пикселей и 256-цветной палитре в течение 1 минуты. При этом скорость передачи данных составляет
1)0,5 кбит/сек
2)4 кбит/сек
3)16 кбит/сек
4)32 кбит/сек
86
8.Графика с представлением изображения в виде совокупностей точек называется
1)фрактальной
2)векторной
3)растровой
4)Точечной
9.Для ввода изображений в компьютер используются
1)цифровой фотоаппарат
2)принтер
3)плоттер
4)сканер
5)Монитор
10.Для вывода изображений из компьютера используются
1)цифровой фотоаппарат
2)принтер
3)плоттер
4)сканер
5)Монитор
11.Для вывода векторных изображений специально предназначено следующее устройство
1)лазерный принтер
2)плоттер
3)матричный принтер
4)монитор
5)мышь
12.В цветовой модели RGB кодом #0000FF закодирован цвет
1)красный
2)синий
3)белый
4)Чёрный
13.В цветовой модели RGB кодом #FFFF00 закодирован цвет
1)зелёный
2)белый
3)жёлтый
4)чёрный
87
14.В цветовой модели RGB кодом #777777 закодирован цвет
1)белый
2)чёрный
3)серый средней интенсивности
4)такого кода в модели RGB нет
15.В цветовой модели RGB закодировано два цвета: кодом #555555 и кодом #AAAAAA. Из них светлее
1)первый
2)второй
3)одинаковой яркости
4)по данным кодам яркость определить невозможно
7. Средства электронных презентаций
Компьютерные презентации – электронные документы с комплексным мультимедийным содержанием и особыми возможностями воспроизведения содержания. Документы этого типа готовятся с помощью специальных программных средств – пакетов демонстрационной графики – своеобразных конструкторов графических образов деловой информации. Их главное назначение – представить в наглядной и динамичной форме результаты некоторого аналитического исследования. Работа в них строится по схеме: создание общего плана представления, выбор шаблона для оформления элементов, формирование и импорт элементов (текста, графики, таблиц, диаграмм, звуковых эффектов, видеоклипов). Наиболее популярным средством автоматизации процесса воплощения авторских идей в готовый продукт и его воспроизведения служит программа Microsoft Power Point. Компьютерная презентация – набор слайдов и мультимедийных эффектов (слайд-фильмов), хранящихся в одном файле Power Point, а также раздаточный материал, конспект доклада. Слайды – отдельные страницы презентации. Они могут включать в себя: заголовок, текст, графику, диаграммы, таблицы, рисунки, рисованные объекты, фотографии, изображения из других приложений и др. К способам создания презентаций относятся – мастер автосодержания, шаблон презентаций, пустая презентация. Наряду с основными свойствами слайдов (фон, звук, цветовая схема, и т.д.), существует возможность создания специфических свойств – анимация, присвоение объектам Power Point особого свойства, называемого действием (определяет, что именно произойдет при щелчке мышью на данном объекте), эффекты при смене слайдов.
Примеры выполнения тестовых заданий к разделу
1.На каждом слайде должен обязательно присутствовать
1)текст
2)гиперссылки
88
3)колонтитулы
4)таблицы
5)фон
6)графические изображения
7)слайд может быть пустым
8)фильм, звук
9)надпись
Ответ: 5). Слайд не может быть пустым. Как минимум, один объект на нем должен присутствовать – фон кадра.
2.В Power Point возможно построить … модель документа
1)иерархическую
2)линейную
3)циклическую
4)сетевую
Ответ: 2). Последовательность слайдов, их связь и нумерация – линейная. Линейность поддерживается Power Point автоматически, не зависимо от действий пользователя. Значит, невозможно организовать никакие связи между слайдами, кроме линейных.
3.Презентации в Power Point могут быть созданы средствами
1)Мастера автосодержания
2)Шаблонов презентаций
3)Пустой презентации
4)Конструктора презентаций
Ответ: 1)–3). Мастер автосодержания предоставляет возможность быстрого создания презентаций по выбранной теме, запрашивая у пользователя соответствующую информацию. Шаблон презентаций представляет образцы различных типов презентаций с готовой структурой, оформлением и содержанием. Пользователь приспосабливает их под себя. Пустая презентация дает возможность максимально проявить творческую фантазию. Здесь каждый новый слайд – изначально чистый лист и оформляется автором индивидуально.
Тестовые вопросы к разделу
1.Если выполнить команду Добавить фигуру до в ситуации, изображенной на рисунке, то
1)добавится фигура перед выделенным блоком
89
2)добавится новый ряд иерархии, расположенный выше выделенного блока
3)изменить шаблон нельзя, нужно выбрать новый шаблон
4)в ряду, стоящем выше, добавится еще одна фигура
2.На слайде изображен
1)рисунок SmartArt
2)объект WordArt
3)диаграмма
4)рисунок из внешнего приложения
3.Правильной последовательностью действий
1)налистеExсel произвестинеобходимуюмодификациюданных
2)выбрать команду Изменить данные
90