Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Основные средства моделирования художественных объектов. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 92 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Существуют способы сжатия с потерями и без потерь. Сжатие без потерь использует алгоритмы сжатия, основанные на уменьшении избыточности информации. Форматы: BMP, GIF, PCX, PNG, TIFF.

Сжатие с потерями основано на отбрасывании части информации, как правило, наименее воспринимаемой глазом. Форматы: JPEG, TIFF.

 BMP или WindowsBitmap – обычно используется без сжатия, хотя возможно использование алгоритма RLE.самый простой растровый формат является форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. В BMP данные о цвете хранятся только в модели RGB, поддерживаются как индексированные цвета (до 256 цветов), так и полноцветные изображения. Благодаря примитивнейшему алгоритму записи изображения, при обработке файлов формата BMP очень мало расходуется системных ресурсов, поэтому этот формат часто используется для хранения логотипов, экранных заставок, иконок и прочих элементов графического оформления программ.

 GIF (GraphicsInterchangeFormat) – является одним из самых популярных форматов изображений, размещаемых на веб-страницах. Отличительной его особенностью является использование режима индексированных цветов (не более 256), что ограничивает область применения формата изображениями, имеющими резкие цветовые переходы. Небольшие размеры файлов изображений обусловлены применением алгоритма сжатия без потерь качества, благодаря чему изображения в этом формате наиболее удобны для пересылки по каналам связи глобальной сети. В GIF реализован эффект прозрачности и возможности хранить в одном файле несколько картинок с указанием времени показа каждой, что используется для создания анимированных изображений.

 PCX – устаревший формат, позволявший хорошо сжимать простые рисованные изображения (при сжатии группы подряд идущих пикселей одинакового цвета заменяются на запись о количестве таких пикселей и их цвете).

 PNG (Portable Network Graphics) – формат PNG, являющийся плодом трудов сообщества независимых программистов, появился на свет как ответная реакция на переход популярнейшего формата GIF в разряд коммерческих продуктов. Этот формат, в отличие от GIF, сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по

вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия. Как недостаток формата часто упоминается то, что он не дает возможности создавать анимационные ролики. Зато формат PNG позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности что, безусловно, выделяет его на фоне всех существующих в данный момент форматов. Так как формат создавался для Интернета, в его заголовке не предназначено место для дополнительных параметров типа разрешения, поэтому для хранения изображений, подлежащих печати, PNG плохо подходит, для этих целей лучше подойдет PSD или TIFF.

 JPEG (Joint Photographic Experts Group) – очень широко используемый формат изображений. Сжатие основано на усреднении цвета соседних пикселей (информация о яркости при этом не усредняется) и отбрасывании высокочастотных составляющих в пространственном спектре фрагмента изображения. При детальном рассмотрении сильно сжатого изображения заметно размытие резких границ и характерный муар вблизи них. JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения. Хотя JPEG отлично сжимает фотографии, но это сжатие происходит с потерями и портит качество, тем не менее, он может быть легко настроен на минимальные, практически незаметные для человеческого глаза, потери. Однако не стоит использовать формат JPEG для хранения изображений, подлежащих последующей обработке, так как при каждом сохранении документа в этом формате процесс ухудшения качества изображения носит лавинообразный 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. Формат JPEG не поддерживает анимацию или прозрачный цвет, и пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений, типа фотографических, в Интернете.

 TIFF (TagImage File Format) поддерживает большой диапазон изменения глубины цвета, разные цветовые пространства, разные настройки сжатия (как с потерями, так и без) и др. 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. В этом формате

поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как обтравочные 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.

 Raw хранит информацию, непосредственно получаемую с матрицы цифрового фотоаппарата или аналогичного устройства без применения к ней каких-либо преобразований, а также хранит настройки фотокамеры. Позволяет избежать потери информации при применении к изображению различных преобразований (потеря информации происходит в результате округления и выхода цвета пиксела за пределы допустимых значений). Используется при съёмке в сложных условиях (недостаточная освещённость, невозможность выставить баланс белого и т. п.) для последующей обработки на компьютере (обычно в ручном режиме). Практически все полупрофессиональные и профессиональные цифровые фотоаппараты позволяют сохранять RAW изображения. Формат файла зависит от модели фотоаппарата, единого стандарта не существует.

 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 иногда даже сильнее, чем PNG (в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмторщиков.

Векторная графика. Векторная графика – построение изображения с помощью «векторов» – функций, которые позволяют вычислить положение точки на экране или бумаге. Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий (векторов), а также параметров, описывающих цвета и расположение. Совокупность таких «векторов» – векторное изображение. Векторы представляют собой математическое описание объектов относительно точки начала координат. Проще говоря, чтобы компьютер нарисовал прямую, нужны координаты двух точек, которые связываются по кратчайшей, для дуги задается радиус и т.д. Таким образом, векторная

иллюстрация - это набор геометрических примитивов. Сложность при передаче данных из одного векторного формата в другой заключается в использовании программами различных алгоритмов, разной математики при построении одних и тех же объектов. Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества.

Векторное представление заключается в описании элементов изображения математическими кривыми с указанием их цветов и заполнения. При этом увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. При увеличении рисунок фактически заново перерисовывается, благодаря чему векторный рисунок можно «растягивать» на любой размер. Но векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий), потому что каждый мельчайший блик будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является формулой. А это приводит к утяжелению файла.

В отличие от растровой графики позволяет пользователю создавать и модифицировать исходные изобразительные образы при подготовке рисунков, технических чертежей и диаграмм путем их вращения, увеличения или уменьшения, растягивания и т.д. Эти возможности обеспечиваются тем, что графические образы создаются и хранятся в памяти ЭВМ в виде формул, описывающих различные геометрические фигуры, которые являются компонентами изображения. Помимо данных, описывающих изображение, векторные файлы содержат "заголовок", где отражается общая для чтения файла информация, и "палитра", в которой помещаются сведения о цвете всех (в том числе наименьших) объектов изображения.

Перевести векторный рисунок в растровый не составляет никаких проблем, обратный же процесс фактически требует ручной перерисовки контуров рисунка. Существующие автоматические программы-трассировщики (вроде CorelTrace или Adobe Stream Line) пока успешно справляются только с относительно простыми рисунками с четкими линиями-границами между оттенками. Для работы с векторными файлами требуется специальное программное обеспечение (CorelDRAW, Adobe Illustrator, Macromedia Free

Hand, Inkscape и др). Обычные графические программы в лучшем

случае предлагают при открытии векторного файла задать размер рисунка (как в случае с Adobe Photoshop при открытии EPS-файла) и растрируют файл, а чаще всего не поддерживают векторные форматы вообще или поддерживают только один формат - WMF. Также нет универсального векторного редактора, корректно поддерживающего большинство самых распространенных векторных форматов. Более того часто файлы, сохраненные в новой версии программы в новом формате могут не поддерживаться старой версией программы (как в случае с CorelDRAW).

Для интернета Консорциум W3C ввел открытый формат двумерной векторной графики SVG (Scable Vector Graphics), являющийся XML-подобным языком, позволяющим отображать три типа графических объектов: форм векторной графики (vectorgraphicsshapes), изображений и текста. При этом графические объекты могут преобразовываться, группироваться и анимироваться. Спецификация SVG включает так называемую объектную модель документа - DOM (Document Object Model), облегчающую обработку графических объектов.

Достоинства:

- удобство ее использования для изображений, состоящих из

элементов, которые могут быть разложены на простейшие геометрические объекты (линии, окружности, многоугольники, текст и т.п.);

- векторные данные легко масштабируются и поддаются различного рода манипуляциям (в том числе, вращению, вытягиванию, сжатию и т.п.) – см. рис. 5;

- векторные изображения легко адаптируются к различным устройствам вывода и принципиально могут быть преобразованы в другой векторный формат, но в этом случае могут появиться проблемы, связанные с использованием программами разных алгоритмов и математики при построении одних и тех же объектов;

- векторная графика экономна в плане объемов дискового

пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, в частности координаты опорных и управляющих точек, используя которые программа всякий раз заново воссоздает изображение, кроме того, описание цветовых характеристик не сильно

увеличивает размер файла, поскольку данные о цвете идентичны для всего объекта;

- объекты векторной графики легко трансформируются, и ими

легко манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения ввиду того, что растеризация изображения (пространственная или линейная дискретизация элементов – это неизбежный этап) происходит в момент вывода на внешнее устройство (экран или печатающее устройство);

- векторная графика максимально использует возможности

разрешающей способности любого выводного устройства (изображение всегда будет выглядеть настолько качественно, насколько позволяет данное устройство);

- важным преимуществом программ векторной графики является

развитая интеграция векторных изображений и текста, единый подход к ним и, как следствие, возможность создания конечного продукта (в отличие от программ точечной графики), поэтому редакторы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

Рис. 5. Сравнение масштабирования растровой и векторной графики

Недостатки:

- проблематичность ее использования для передачи сложных изображений (например, фотографий);

- визуализация векторных изображений может потребовать

значительно больше времени, чем визуализация растрового файла такой же сложности, поскольку каждый элемент изображения должен быть воспроизведен отдельно и в определенной последовательности;

- программная зависимость, поскольку не существует принципиальной возможности создать единый стандартный формат, который позволял бы свободно открывать любой векторный документ в любой векторной программе;

 векторный принцип описания изображения, не позволяющий

автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер или цифровая фотокамера для точечной графики.

При редактировании векторной графики изменяется в первую очередь форма объекта, а цвет играет второстепенную роль. Векторные изображения используются для отображения объектов с четкой границей и ясными деталями, например шрифтов, логотипов, графических знаков, орнаментов, декоративных композиций в рекламе и полиграфической продукции.

Форматы:

 AI – векторный формат файлов, создаваемых программой Adobe Illustrator. У Adobe Illustrator большое число версий – Adobe Illustrator 3, Adobe Illustrator 4, Adobe Illustrator 5 и т.д. Формат ai каждой новой версии несовместим с более старыми версиями. Например, файл, сохраненный в версии Adobe Illustrator 9, может быть открыт в более новой версии программы (Adobe Illustrator 10, CS, CS2 и т.д.), но не может быть открыт в более старой версии программы (Adobe Illustrator 8, 7, 6 и т.д.), хотя с версии Adobe Illustrator 10 поддерживается возможность импорта файлов более новых версий. Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с другими программами (например, различные эффекты Adobe Illustrator и градиентная заливка могут не передаваться в другие форматы).

 CDR – векторный формат файлов, создаваемых программой CorelDRAW. У CorelDRAW большое число версий - CorelDRAW 3, CorelDRAW 4, CorelDRAW 5 и т.д. Формат cdr каждой новой версии

несовместим с более старыми версиями. Например, файл, сохраненный в версии CorelDRAW 9, может быть открыт в более новой версии программы (CorelDRAW 10, 11, 12 и т.д.), но не может быть открыт в более старой версии программы (CorelDRAW 8, 7, 6 и

т.д.). Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков, но по ряду параметров плохо совместим с другими программами (например, различные эффекты CorelDRAW и градиентная заливка могут не передаваться в другие форматы).

 CMX (Corel Presentation Exchange) – формат графических программ корпорации Corel, предназначенный для передачи рисунков между разными программами. Формат поддерживается начиная с версии CorelDRAW 6.

 EPS – относительно универсальный векторный формат файлов, поддерживаемый большинством векторных редакторов - CorelDRAW, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand и различными узкоспециализированными программами (для плоттерной резки, гравировки, выжигания на дереве и т.д.). Формат имеет много версий, но каждая программа поддерживает его только до опеределенной версии (например, CorelDRAW поддерживает только версии до EPS

7). Формат обеспечивает очень высокое качество рисунков.

 FLA, FH – исходные Flash-файлы, создаваемые в AdobeFlash.

 SVG – сокращение от англ. Scalable Vector Graphics,

основанный на XML язык разметки, предназначенный для описания двухмерной векторной графики. Формат поддерживается многими веб-браузерами и может быть использован при оформлении вебстраниц. Но формат не обеспечивает высокое качество в отношении сложных рисунков и имеет ограничения по сфере своего использования.

 SWF – Flash-формат, который может просматриваться с помощью Flash Player, устанавливамый как plugin в браузер. WMF –

Windows Metafile графический формат файла в системе Microsoft Windows. Универсальный векторный формат, поддерживаемый

большинством векторных редакторов. Но формат не обеспечивает высокого качества для сложных рисунков и имеет очень ограниченное число поддерживаемых эффектов, поэтому для профессионального использования не подходит и используется преимущественно частными пользователями. Формат поддерживается рядом веббраузеров и может быть использован при оформлении веб-страниц.

3D-графика. Отдельно от растровой и векторной графики следует упомянуть 3D-графику. Она отличается от двух первых тем, что моделируется не просто изображение предмета, а вся его форма целиком. И, хотя на экран в конечном счете выводится лишь плоское

изображение, особенность трехмерной графики в том, что объект может быть описан полностью до мельчайших подробностей, а также возможно повернуть его под другим углом или придать анимацию.

Трехмерное моделирование является, пожалуй, наиболее распространенным методом моделирования художественных объектов и применяется в широком спектре областей – при проектировании техники, автомобилей, мебели, дизайне интерьеров, в строительстве. Также трехмерная графика получила широкое распространение в создании компьютерных игр, фильмов, рекламы и как самостоятельный вид искусства. При построении трехмерных объектов можно задать их точные линейные размеры.

Трехмерный объект может иметь что-то общее, как с растровым, так и с векторным изображением. В первом случае форма описывается координатами точек (vertex), которые соединяются между собой ребрами (edge) и образуют грани (face), представляющие собой многоугольники – полигоны, чаще всего треугольные (в компьютерных играх) и четырехугольные (лучше поддаются дальнейшей обработке). Это – самая первая разновидность трехмерного моделирования, возникшая тогда, когда для описания объекта требовалось вручную задавать координаты каждой точки (X, Y, Z). Однако полигональное моделирование и сейчас очень широко применяется, так как таким образом можно описать практически любую форму, особенно это актуально для природных объектов, людей и животных, которые далеки от простых и правильных геометрических форм. В зависимости от количества точек и, следовательно, размера и количества полигонов возможно получить очень реалистичный результат. Недостаток заключается в том, что, чем больше полигонов, тем больше требуется ресурсов компьютера для обработки.

Помимо полигонального моделирования, используется сплайновое. Сплайновое моделирование - это вид 3D-моделирования, при котором модель создается с помощью сплайнов (от англ. spline гибкое лекало, в 3D - это трехмерная кривая). Линии сплайнов задаются трехмерным набором контрольных точек в пространстве, которые и определяют гладкость кривой. Все сплайны сводятся к сплайновому каркасу, на основе которого уже будет создаваться огибающая трехмерная геометрическая поверхность.

Кроме того, в сплайновом моделировании используются сплайновые примитивы (параметрические объекты, применяемые для

моделирования объекта). Базовыми сплайновыми примитивами являются:

- линия (Line);

- дуга (Arc);

- спираль (Helix).

- окружность Circle (Circle);

- кольцо (Donut);

- эллипс (Ellipse);

- прямоугольник (Rectangle);

- многоугольник (NGon);

- многоугольник в виде звезды (Star);

- сечение (Section);

- сплайновый текст (Text).

В различных программах, позволяющих работать со сплайнами, есть и другие, более сложные сплайновые объекты. Преимущество сплайновых объектов в том, что они обладают гибкими настройками и всегда можно вернуться к изменению их формы. Частным случаем сплайнового моделирования, который уже стал отдельным видом 3Dмоделирования, является NURBS моделирование.

NURBS моделирование, или технология Non-UniformRational BSpline, - это технология неоднородных рациональных В-сплайнов, создание плавных форм и моделей, у которых нет острых краев, как у полигональных моделей. Именно из-за этой отличительной черты технологию NURBS применяют для построения органических моделей и объектов (растений, животных, людей). NURBS-кривые, используемые в данном моделировании, бывают двух видов: Р (Point) кривые и CV (ControlVertex) кривые. Point кривые управляются вершинами, находящимися непосредственно на самой линии или объекте, а ControlVertex кривые управляются точками, лежащими за пределами линии или объекта.

Пример сплайнового и полигонального моделирования представлен на рис. 6.

Также существуют так называемые программы 3D-лепки (ZBrush, Autodesk Mudbox), в которых моделирование сводится к созданию углублений или выпуклостей. Такая техника похожа на то, как скульпторы лепят из глины – убирая ненужное и добавляя необходимое

К полученным 3D-моделированием объектам могут быть применены текстуры. Текстура может быть как процедурной –

<<< < Предыдущая 12 / 92 3 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]