1.2. Пакеты обработки графической и видео информации

Графический редактор — это программа, предназначенная для автоматизации процессов построения на экране дисплея графических изображений. Она предоставляет возможности рисования линий, кривых, раскраски областей экрана, создания надписей различными шрифтами и т.д. Некоторые редакторы позволяют получать изображения трёхмерных объектов, их сечений, разворотов, каркасных моделей и т.п. К наиболее распространенным пакетам обработки графической и видео информации относятся: Paint, CorelDraw, Adobe, Gimp, Akvis, Visio, 3DMax, Micromedia Directo.

Прежде чем перейти к обзору основных графических редакторов необходимо ознакомиться с технологиями создания цифровых изображений, связанных с компьютерным дизайном и вёрсткой. Данные технологии делятся на два больших класса: растровые (точечные) и векторные (объектные).

Векторные изображения состоят из контуров или параметрических кривых третьего порядка, называемых кривыми Бизье. В графических редакторах, которые работают с векторной графикой, кривые Бизье представлены в виде визуально ощутимых контуров.

Способ представления растровых изображений коренным образом отличается от векторного представления. Растровые изображения состоят из сетки точек, которая и носит название растр. В них возможны любые переходы цвета, в отличие от векторных, где цвет фигуры описывается при помощи формул. В основе восприятия человеком растровой графики лежит простой обман зрения. В силу того, что точки растра очень мелкие, глаз не воспринимает их по отдельности, он видит уже всю картину в целом. Например, если посмотреть на экран монитора или телевизора то можно заметить, что изображение состоит из мелких точек, так называемых пикселов, от английского выражения picture element (элемент изображения). Пиксел характеризуется прямоугольной формой и размерами, определяющими пространственное разрешение изображения.

Большинство мониторов IBM-совместимых компьютеров могут отображать 640х480, 800х600 и 1024х768 пикселов по горизонтали и вертикали соответственно. Профессиональные мониторы отображают и большее количество пикселов.

Чтобы представить себе, сколько места на экране монитора займет изображение известного размера, надо знать, сколько пикселов монитора приходится на единицу длины. Такая величина называется разрешением и измеряется в пикселах на дюйм (pixel per inch, ppi). Чаще всего разрешение мониторов в режиме 800х600 пикселов равно 72 ppi, а в режиме 1024х768 — 96 ppi. Например, изображение размером 100х50 пикселов займет на экране примерно 25х13 мм (100 пикселов/96 ppi = 1,04 дюйма; 50 пикселов/96 ppi = 0,52 дюйма; 1 дюйм = 25,4 мм). Для простоты расчета можно само изображение описывать парой характеристик размер/разрешение (например, нашем случае, размер изображения равен 25х13 мм, а разрешение 96 ppi). Более того, в файлах изображений величина разрешения обязательно сохраняется и используется программами верстки и подготовки иллюстраций. Размещенные в них точечные изображения сохраняют свое разрешение и отображаются с соответствующим размером.

Растровые изображения отличаются:

• по используемой в них цветовой модели:

• по количеству цветов или цветовых каналов;

• по наличию слоев;

• по количеству ступеней прозрачности

Источником растровых изображений является техника, которая может оцифровывать аналоговые изображения или получать их прямо в цифровой форме, например цифровые фотоаппараты и цифровые видеокамеры, а также сканеры и устройства для преобразования аналогового сигнала в цифровой (платы видеозахвата). К несомненным достоинствам растровой графики можно отнести реалистичность передаваемого изображения благодаря передаче в цифровую форму всех мельчайших фрагментов реального изображения. Однако это влечет за собой и основной недостаток растровых изображений – большой размер созданного файла.

Как правило, файлы для хранения растровых графических изображений логически состоят из двух частей: заголовка и области данных. В заголовке указаны данные о формате файла, изображения по горизонтали, по вертикали: количество цветов, палитра и т.д. В области данных закладываются цвета пикселов.

В настоящее время наиболее распространенные следующие форматы файлов.

1. Формат bmp (bit map) — битовая карта. Формат распространен в Windows (Paint). В этом формате файл состоит из двух частей.

• заголовок, в котором указывается разрешение изображения и количество бит, которыми кодируется цвет пикселя.

• область данных (битовая карта) в которой хранятся в виде последовательности бит цвета пикселов изображений.

2. Формат .pcx. Формат .pcx использует простейший способ сжатия изображений, позволяющий выполнять быструю перезапись изображения из файла в видеопамять и обратно. Данный формат использует в своей работе многие графические редакторы, в частности Paint. Вместе с форматом .tif формат .pcx является одним из наиболее распространённых форматов, которые используют сканеры.

В заголовке файлов этого формата указывается информация о версии формата .pcx, информация о том— используется сжатие информации или нет, информация о цветах изображения, размерах изображения, разрешения сканера, разрешение дисплея.

Для сжатия в файле изображения формата .рcx используется метод группового кодирования, в котором группа повторяющихся байт заменяется двумя байтовыми: байтом повторителем и повторяющимся байтом.

Байт повторитель имеет уникальный код и содержит в себе число повторяющихся байт.

3. Формат .GIF в настоящее время используется при размещении графической информации в гипертекстовых документах Internet.

4. Формат .TIF (Tiff - Tag Image File Format). Основной областью применения данного формата является настольная издательская деятельность и связанные с ней приложения. Этот формат имеет множество атрибутов, позволяющих точно описать сложение изображения. Часто этот формат используется, для хранения отсканированных изображений.

Форматы .GIF и .TIF в основном используют lzw сжатие. Название этого алгоритма произошло от фамилии его разработчиков Lampel, Ziv и Welch.

5. Формат .Jpg - использует специальный алгоритм сжатия изображения, позволяющее сжать изображение до требуемого размера и качества. При этом качество изображения теряется. Формат распространен для размещения графической информации в гипертекстовых документах Internet.

Все графические программы умеют работать с изображениями, превышающими размер монитора. Для того чтобы показать такое изображение целиком, они производят масштабирование. При этом несколько точек изображения передаются одним пикселом монитора. Разумеется, цвета точек изображения при масштабировании усредняются, и деталировка изображения снижается. Такую ситуацию можно определить как избыточное разрешение изображения, поскольку оно содержит при таком размере слишком много точек на единицу длины. Масштабирование может производиться и для увеличения изображений. При этом одна точка изображения отображается несколькими пикселами монитора, которым присваивается одинаковый цвет. При достаточно сильном увеличении изображение напоминает мозаику. Такая ситуация вызвана недостаточным разрешением изображения. Эта особенность растровых изображений заставляет очень внимательно относиться к их размерам при сканировании и обработке.

Большинство редакторов позволяют обрабатывать изображения, полученные с помощью сканеров, а также выводить картинки в таком виде, чтобы они могли быть включены в документ, подготовленный с помощью текстового редактора.

В настоящее время наметилась тенденция к объединению двух способов создания графических изображений, ведь объектная графика вносит легкость редактирования, компактность и гибкость, а точечная — автоматизированный ввод, эффектность и реалистичность

Рассмотрим некоторые из графических редакторов.