Напівтонові і кольорові ілюстрації

Крім тексту до складу електронних документів можуть бути включені й інші елементи, насамперед напівтонові і кольорові ілюстрації. Ці графічні зображення представляються у виді растрової або векторної графіки.

Відомо, що видавництва і поліграфісти дуже обережні при включенні ілюстрацій, особливо кольорових, у книги. Це зв'язано з тією обставиною, що ілюстрації вимагають спеціальної обробки, у тому числі – растрування, а кольорові ще і кольороділення, у результаті чого ускладнюється і здорожується виробництво книг.

В електронних виданнях цієї проблеми не існує, тому що абсолютна більшість комп'ютерів має кольорові монітори і програмні засоби для відтворення ілюстративного матеріалу. Тому в електронних виданнях варто використовувати таку кількість ілюстрацій, що потрібно для найкращого сприйняття і розуміння матеріалу, причому ця величина завжди більше, ніж у виданнях, що друкуються. Ілюстративний матеріал містить на кілька порядків більше інформації, чим текст, що займає той же самий простір на сторінці, і набагато ефективніше впливає на почуття людини.

Швидкість сприйняття ілюстративної інформації також багаторазово вище, ніж швидкість сприйняття тексту. Це зв'язано з особливостями візуального сприйняття інформації людиною. Зорові образи у виді графічних об'єктів сприймаються цілком і безпосередньо заносяться в довгострокову пам'ять, без проміжного перетворення в поняття, як це відбувається з текстом.

Растрові зображення фотографії, наприклад, будуються по дискретних крапках – пікселах (picture's element). Кількість пікселів залежить від дозволу монітора (640х480, 800×600 пікселів і т.д.) і відеоадаптера ПК. Кожен піксел представлений деякою кількістю розрядів, що одержало назву «глибина кольору». Наприклад, якщо на піксел відведено 8 розрядів (кодується 8 розрядами), те він здатний зобразити один з 256 кольорів (2⁸ =256), 16 розрядів – 65 536 кольорів (High Color), 24 розряду – 16 777 216 (16 млн.) кольорів (True Color). Чим більше глибина кольору, тим якісніше зображення. Але в цьому випадку обсяг файлу, у якому зберігається графічна інформація, збільшується. Так, при дозволі монітора 640х480 пікселів (крапок) на екран виводиться 307 200 пікселів кадру. Якщо кожен піксел описаний 8-розрядним кодом (256 кольорів), то обсяг графічного зображення екрана складає 300 Кбайт. При використанні 24-розрядної колірної палітри (16 млн. кольорів) і дозволі 1280х1024 піксела цей файл уже займає близько 3,8 Мбайт, тобто потрібно 4 Мбайт відеопам'яті. Тому відомі графічні формати, як правило, використовують методи стиску інформації, що забезпечують стиск графічних файлів. Коефіцієнт стиску методів і алгоритмів звичайно визначається щодо цього ж зображення у форматі ВМР.

Растрові зображення називають також мальованою або бітовою графікою. У бітовому зображенні число пікселів, як правило, фіксовано і мається можливість редагувати кожен піксель зображення. Растрові зображення можна створювати і редагувати в програмах растрової графіки типу Adobe Photoshop, Corel Photopaint, MS Paint і т.д.

Найбільш простим джерелом одержання електронного файлу растрового зображення є сканер. В останні роки усе популярність популярність здобувають цифрові фотокамери.

Векторна графіка, наприклад художні і технічні ілюстрації, описує об'єкти за допомогою математичних виражень. Векторні зображення не залежать від дозволу, тому що кількість пікселів, необхідних для відображення векторної графіки, визначається дозволом конкретного монітора або принтера, а не самим зображенням. Це обумовлено тим, що векторна графіка орієнтована на кодування зображень за допомогою так званих примітивів виводу (векторів, дуг еліпсів і окружностей, поліноміальних кривих, сплайн-функций і навіть складних поверхонь) і здійснює перетворення в пікселі у відеопам'яті або пам'яті принтера безпосередньо при виводі на екран або твердий носій. Створювати і редагувати векторну графіку можна в програмах векторної графіки Corel Draw, Adobe Illustrator, FreeHand та ін.

Векторні зображення вимагають меншого обсягу пам'яті при їхньому збереженні, чим растрові, і можуть масштабуватися без втрати якості.

Таким чином, якщо в електронному документі використовується багато графічних елементів, то правильний вибір типу графіки дозволить зменшити обсяг файлу документа і час його завантаження. Це особливо актуально у випадку створення гіперграфічних документів.

У гіпертекстових HTML-документах звичайно використовується растрова графіка. PDF-документи можуть містити в собі обидва типи графіки. Тому що векторна графіка однаково добре виглядає при будь-якому збільшенні, то раструють її в тому випадку, коли зображення містить багато об'єктів (з метою прискорення завантаження і відображення ілюстрації) або коли необхідні згладжування і розмиття країв об'єктів.

Для організації збереження і наступного відтворення зображень використовуються три основні різновиди графічних форматів: растрові, векторні і формовизначені (метафайли).

Растрові формати зберігають дані про зображення попіксельно. Як правило, растрові файли створюються графічними редакторами типу Adobe Photoshop або спеціальними програмами, що забезпечують роботу сканерів. Найбільш розповсюджені растрові формати – це TIFF (Tagged Image File Format), BMP (Windows bitmap), MacPaint, PCX (PC Paintbrush), GIF (Graphics Interchange Format), JPEG (Joint Photographic Experts Group).

Векторні файли містять набори інструкцій для побудови елементарних геометричних об'єктів, називаних примітивами виводу: ліній, еліпсів, прямокутників, багатокутників, дуг і т.д. Звичайно векторні файли створюються вищезгаданими програмами векторної графіки або програмами САПР (типу AutoCAD). До векторних форматів відносять DXF (Dynamic Exchange Format). Текст і PostScript-контури файлів Illustrator EPS (Encapsulated PostScript) теж є векторними елементами, однак звичайно вони входять до складу метафайлів.

Формовизначені формати (метафайли) можуть містити як растрові, так і векторні дані. Типовими прикладами метафайлів є файли у форматах Macintosh PICT, Illustrator, EPS, CGM (Computer Graphics Metafile) і WMF (Windows Metafile).

Якщо електронний документ підготовляється для перегляду на екрані монітора, то доцільно використовувати формати, що добре відтворюють колір при малих обсягах файлів, (GIF, JPEG). Відзначимо, що в таких публікаціях звичайно застосовується адитивна колірна модель RGB. При необхідності виводу і тиражування документа використовуються формати EPS, TIFF і субтрактивна колірна модель CMYK. Слід зазначити, що для електронних публікацій, як правило, потрібно значно менший дозвіл графічних зображень, чим при їхньому типографському відтворенні. Так, приміром, розповсюджені розміри ілюстрацій – 640х480 пікселів, дозвіл – 72 dpi (крапок на дюйм).

При розміщенні в публікації великих ілюстрацій типу художніх творів або у випадку гіперграфічних документів виявляється доцільним використовувати спеціальний режим попереднього перегляду графічних елементів документів, що передбачає візуалізацію деякого схематичного зображення даної картини. При цьому користувач системи або читач документа вирішує, чи слід йому завантажувати і переглядати все зображення чи ні.

Звичайно для забезпечення швидкого завантаження використовується формат GIF. Цей формат надає можливість черезстрочного (Interlaced) завантаження, а це значить, що як тільки сторінка гіпертекстового документа починає завантажуватися в пам'ять комп'ютера, так починає візуалізуватися (прорисовуватися) необхідне зображення. Максимальне число кольорів в ілюстрації формату GIF – 256. При цьому формат припускає стиск ілюстрації без втрат з алгоритмом кодування повторів: послідовність байтів, що відповідають одному кольорові, заміняється словом із двох байтів, один із яких відповідає кольорові, а другий – кількості повторів. Зниження числа використовуваних кольорів не занадто критично для ілюстрацій попереднього перегляду, але дає можливість знизити обсяг файлу зображення і збільшити швидкість його завантаження.

Ефективний алгоритм стиску з утратами реалізований у форматі JPEG. Особливо ефективний так називаний progressive JPEG. JPEG зберігає всі кольори оригіналу (глибина кольору – 24 розрядів), дозволяє задавати ступінь стиску зображення, однак при високому ступені стиску інформації в ілюстрації можуть з'явитися небажані ефекти типу кольорових плям. При цьому руйнуються суцільні області і згладжуються або розмиваються різкі переходи кольорів.

Якщо ілюстрація містить в основному векторні елементи, приміром, креслення або схему, то має сенс зберігати її в GIF-форматі, а якщо це кольорова фотографія, то логічно зберегти її у форматі JPEG. Особливо слід зазначити розміщення в електронних публікаціях знімків екрана (Print Screen) – растрових зображень, скопійованих з екрана монітора. Знімок копії екрана, як правило, має низький дозвіл (обумовлене дозволом екрана монітора), тому він має потребу в спеціальних установках стиску і дозволу. Звичайно такі зображення (найчастіше це робоче вікно якої-небудь програми) представляються у форматі GIF.

Для перетворення зображення з одного формату в іншій існує досить багато трансляторів і спеціалізованих програм. Наприклад, це здійснює програма DeBabelizer фірми Equilibrium Technologies, що працює на платформах Windows і Macintosh. Цю ж операцію можна виконати в більшості програм растрової і векторної графіки, наприклад у програмах фірм Adobe Systems, Corel, Macromedia і ін. Зокрема, Adobe Photoshop може відкривати і зберігати растрові файли у всіляких форматах, включаючи TIFF, EPS, GIF і JPEG.