Компьютерная графика и все об этом

1.1. Компьютерная графика и области её применения Компьютерная   графика  проблемами   получения   различных   изображений   мультипликации) на компьютере[1].  ­   это   область   информатики,   занимающаяся   чертежей, (рисунков, Под   графической   информацией   понимаются   модели   объектов   и   их изображения.  Работа с компьютерной графикой ­ одно из самых популярных направлений использования персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы,   в   выпуске   рекламной   листовки   или   буклета.   Без   компьютерной графики   не   обходится   ни   одна   современная  программа.   Работа   над   графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы   массового   применения.   Необходимость   широкого   использования графических программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета. У страницы, оформленной без компьютерной графики мало шансов привлечь к себе массовое внимание.  Компьютерная графика подразделяется на: ­ статичную (неподвижная) ­ динамичную (анимация, компьютерная мультипликация). Каждая из которых в свою очередь делится на 2­х мерную и 3­х мерную. В зависимости от способа формирования изображений, компьютерную графику принято делить на: ­ растровую; ­ векторную; ­ фрактальную. Растровая   графика  ­   машинная   графика,   в   которой   изображение представляется   двумерным   массивом   точек   (элементов   растра),   цвет   и   яркость каждой из которых задается независимо. Растр (растровый   массив) ­ представление изображения в виде двумерного массива точек, упорядоченных в ряды и столбцы. Для каждой точки растра указывается цвет и яркость.  Пиксель ­ элемент (точка) растра (pixel ­ сокращение от слов  picture  element, т.е.   элемент   изображения),   минимальная   единица   изображения,   цвет   и   яркость которой можно задать независимо от остального изображения. Пиксель ­ основной элемент, всех растровых изображений. Достоинства растровой графики. Хорошее растровое изображение выглядит реально и естественно Растровое изображение наиболее адаптировано для распространенных  растровых устройств вывода ­ лазерных принтеров и др.  Недостатки. Занимают большой объем памяти. Процесс редактирования растровых изображений ­ трудоемкий. При увеличении размеров изображения сильно ухудшается качество.  Векторная графика описывает изображение с помощью математических  формул. По своей сути любое изображение можно разложить на множество простых  объектов, как то ­ контуры, графические примитивы и т.д. Любой такой простой  объект состоит из контура и заливки. Векторную графику часто называют объектно­ориентированной графикой или чертежной графикой. Простые   объекты,   такие   как   окружности,   линии,   сферы,   кубы,  заполнители (области однотонного или изменяющегося цвета для заполнения частей объектов) и т.п., называются примитивами и используются при создании более сложных объектов. В векторной графике изображения создаются путем комбинации различных объектов. Преимущества векторной графики. При изменении масштаба изображения оно не теряет своего качества.  Векторная   графика   позволяет   редактировать   отдельные   части   рисунка,   не оказывая влияния на остальные Векторные   изображения,   не   содержащие   растровых   объектов,   занимают относительно небольшое место в памяти компьютера Недостатки. Векторные изображения выглядят искусственно. Легко   масштабировать,   но   меньше   оттенков   и   полутонов   чем   в   растровой графике. Фрактальная   графика,  как   и   векторная,   основана   на   математических   Базовым   элементом   фрактальной   графики   является   сама вычислениях. математическая формула, т.е. никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение   строится   исключительно  по   уравнениям.  Таким  образом,  строят   как простейшие   регулярные   структуры,   так   и   сложные   иллюстрации,   имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты. Изображение строится по уравнению (или   по   системе   уравнений),   поэтому   ничего,   кроме   формулы,   хранить   не   надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность   фрактальной   графики   моделировать   образы   живой   природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. Разрешение   ­   это   степень   детализации   изображения,   число   пикселей, Разрешение и размер изображения отводимых на единицу площади.  Различают: ­ разрешение   экрана   ­   это   свойство   компьютерной   системы   (зависит   от монитора и видеокарты) и операционной системы (например, зависит от настроек Windows).   Разрешение   экрана   измеряется   в   пикселях   и   определяет   размер изображения, которое может поместиться на экране целиком. Экранное разрешение ­ 72 пиксела на дюйм. ­ разрешение печатающего устройства ­ это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах  dpi  (сокр.  dpi  ­  dot  per  inch  ­ точки на дюйм) и определяет   размер   изображения   при   заданном   качестве   или,   наоборот,   качество изображения при заданном размере. ­ разрешение   изображения   ­   это   свойство   самого   изображения.   Оно   тоже измеряется в точках на дюйм и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Чем больше разрешение изображения, тем больше величина файла изображения.  Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах   длины   (миллиметрах,   сантиметрах,   дюймах).   Он   задается   при   создании изображения и хранится вместе с файлом. Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселях, чтобы знать, какую часть экрана оно занимает. Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет. Представление цвета в компьютере. Цветовые модели Каждый   пиксель   растрового   изображения   содержит   информацию   о   цвете. Минимальный размер цветовой информации в пикселе ­ 1 бит, т.е. представляя собой белый и черный цвет.  Для   цветных   изображений   разработаны   несколько   моделей   представления цвета,   помогающих   однозначно   определить   любой   оттенок.   Цветовые   модели позволяют описать определенные цветовые области спектра. Цветовая   модель   (режим)   представляет   собой   правило   обозначения   цветов пикселей документа. Так как компьютер использует для обозначений цветов числа, необходимо ввести некоторое правило преобразования этих чисел в отображаемые устройствами   вывода   цвета   и   наоборот.   Таких   правил   может   быть   несколько, поэтому каждое из них получает свое название. Наиболее распространенными цветовыми моделями являются: ­ битовый ­ 2 цвета ­ черный и белый; для печати на черно­белы принтерах ­ cерый  ­   256   градаций   серого;   Для   вывода   изображения   на   черно­белые (монохромные) устройства ­ RGB  ­  red,  green,  blue  ­ красный, зеленый, синий; используют при выводе изображения на экран ­ CMYK ­ Cyan, Magenta, Yellow, blacK ­ голубой, пурпурный, желтый,  черный. используют при выводе изображения на печать Существуют   и   другие   цветовые   режимы.   При   этом   составляется   палитра, которая и используется при дальнейшей работе. Палитра  (palette)   ­   набор   цветов,   используемых   в   изображении   или   при отображении видеоданных. Палитру можно воспринимать как таблицу кодов цветов. Палитра   устанавливает   взаимосвязь   между   кодом   цвета   и   его   компонентами   в выбранной цветовой модели. При попытке использовать не входящий в палитру цвет он заменяется ближайшим цветом, занесенным в нее. Форматы графических файлов Знания   о   форматах   записи   электронных   изображений   необходимы   при   их сохранении,   передаче,   оптимизации   использования   в   различных   проектах   и программах.   Формат   отражает   функциональные   предназначения   графических изображений,   а   также   различные   способы   сжатия   графической   информации.   При выборе   формата   записи   изображения   следует   обращать   особое   внимание   на совместимость данного формата с разными программами, плотность записи, качество визуализации. . В зависимости от вида кодируемой графики форматы можно разделить на: ­ форматы, хранящие изображение в растровом виде (PSD, GIF, JPG, TIFF,  BMP, PCX) ­ форматы векторной графики (WMF), ­ форматы, совмещающие оба основных вида графики (растровую и векторную) (CDR, AI, XAR, EPS). Формат .bmp  .tiff (Tagged Image File  Format — формат файлов  изображений, снабженных  тегами) .jpeg  (Joint  Photographic Experts Group  ­ объединенная экспертная  группа по фотографии) Способ хранения информаци и Растровый  Сфера применения Для обмена данными с другими  приложениями Стандартный формат Windows  Растровый  Он используется при сканировании, отправке  факсов, распознавании текста, в полиграфии Растровый  Для хранения фотографий и иллюстраций  высокая степень сжатия данных, достигаемая  за счет сжатия с потерями. То есть часть  данных во время сжатия отбрасывается. Это  приводит к снижению качества картинки  Использовать JPEG следует только для  сохранения конечных результатов. Векторный  Растровый Растровый Для изображений, созданных в программе  CorelDraw  Для изображений, созданных в программе  Adobe PhotoShop Для хранения изображений с небольшим  количеством цветов .cdr  .psd .gif  (Graphics  Interchange Format ­  формат для обмена  графической  информацией) Теги — блоки данных, содержащие информацию о размерах изображения, его   цветовой   модели,   размере   палитры   (числе   используемых   цветов),   сжатии данных и т. д. Само изображение также содержится в отдельном теге. Всего определено несколько десятков таких блоков. Так как весь TIFF­ файл состоит из тегов, этот формат легко поддается модернизации и расширению.  Графический редактор ­ это программное обеспечение, которое используется Corel Draw для создания, редактирования, хранения и вывода графических изображений. CorelDraw ­ векторный графический редактор пакета используется в основном для создания векторной статичной графики.  В   программе   CorelDRAW   изображение   состоит   из   множества   отдельных элементов, называемых объектами. Простейшими объектами являются: прямая, круг, прямоугольник, замкнутая кривая, многоугольник и др. Сложный рисунок состоит из набора объектов. Объединив объекты в группы, над ними можно выполнять те же операции, что и над отдельными объектами. Все объекты состоят из определенного количества специальных точек ­ узлов. Участок   линии   между   двумя   узлами   называется  сегментом   линии.   Параметры узлов и сегментов определяют внешний вид и создают контур объекта. Различают замкнутые   и   открытые   контуры.   Область   внутри   объекта   с   замкнутым   контуром можно залить или закрасить цветом, текстурой или узором. К объектам с открытым контуром   заливку   применить   нельзя.   Сам   контур   объекта   имеет   также   цвет   и толщину. Для того чтобы редактировать объект, его сначала нужно выделить. При выделении вокруг объекта появляется несколько черных квадратиков, называемых маркерами. С помощью маркеров можно изменять размеры объекта. Строка   заголовка помимо   собственно   заголовка   содержит   пиктограмму системного   меню   и   управления   окном:   кнопки   следующие Строка   меню включает   команды   главного   меню.   Она   содержит   22   команд, выбор которых приводит к открытию ниспадающих меню. Пункты меню, у которых с правой стороны находится стрелка в виде маленького треугольника,   являются   наименованиями   меню   следующего   уровня,   которые раскрываются, если выбрать этот пункт меню. Команды   меню,   после   наименования   которых   стоит   многоточие,   открывают окна диалога. Подчеркнутая   буква   в   названии   команды   означает,   что   для   нее назначена оперативная клавишая команда или, как ее иногда называют, клавиша­ акселератор.   Для   использования   оперативной   клавиши   при   выборе   команды главного   меню   нажмите   клавишу Alt и,   не   отпуская   ее,   нажмите   клавишу   с подчеркнутой   буквой.   Когда   меню   открыто,   его   команды   можно   вызывать нажатием клавиши, соответствующей подчеркнутой букве в названии команды или пункта подменю. Удерживать клавишу Alt здесь уже не нужно. Панели инструментов Панели инструментов предоставляют в ваше распоряжение удобные средства для быстрого выполнения команд и процедур. Панель   графики (Toolbox)   содержит   кнопки   графических   инструментов CorelDRAW, с помощью которых осуществляется большинство процедур, связанных с созданием и редактированием объектов CorelDRAW.  Инструменты,   значки   которых   содержат   в   нижнем   правом   углу   маленький треугольник, способны раскрываться. Чтобы раскрыть такой инструмент, установите курсор на кнопку этого инструмента и удерживайте левую кнопку мыши некоторое время, или просто нажмите мышью на этом треугольнике.  Панель свойств (Property Bar) находится под основной панелью инструментов.  состав элементов управления определяется действиями пользователя и зависит как от   выбора   используемого   инструмента,   так   и   объекта,   над   которым   выполняется действие.  С   ее   помощью   вы   можете   реализовать   практически   любые   возможности, предоставляемые CorelDRAW 7:    Изменять размеры объектов. Форматировать текст. Перемещать объекты по экрану. Строка состояния  В строке состояния отображаются сведения о выделенном объекте или команде.  Палитра цветов Палитра цветов CorelDRAW предназначена для закрашивания создаваемых объектов различными цветами и тонами серого.  Основной областью главного окна является окно документа с областью рабочей страницы. Оно занимает большую часть экрана. Допускается размещать объекты в любом месте окна документа, в том числе и за пределами рабочей страницы. Рабочая область представляет собой прямоугольник (выделенный падающей тенью), который расположен в центре окна документа.   Линейки Линейки (горизонтальная   и   вертикальная)   позволяют   визуально   оценить   текущее положение   на   странице   объектов   и   курсора   в   тексте  Горизонтальная линейка позволяет изменять:     Счетчик страниц Отступы абзацев. Поля на странице. Ширину колонок и столбцов таблиц. Позиции табуляции с помощью мыши. CorelDRAW   позволяет   создавать   многостраничные   документы.   Число   страниц   в текущем документе отображается в поле счетчика страниц в нижнем левом углу окна документа. \ Докеры ­ представляют собой особый вид диалоговых окон, остающихся на экране после   выполнения   операции   –   это   позволяет   ускорить   повторный   доступ   к предоставляемым ими функциями.  По умолчанию пристыковываемые окна занимают правую   часть   окна   программы.   Как   правило,   каждое   пристыковываемое   окно содержит   несколько   вкладок.   Для   перехода   на   вкладку   нужно   щелкнуть   на соответствующем значке в верхней части пристыковываемого окна. Кнопки Наименование Назначение Панель Графики Указатель Ластик Масштаб Кривая  Ластик  ­позволяет выполнить выбор объекта (выделить); ­выполняет   преобразования:   растягивание,   поворот,   зеркальное отображение объектов. содержит   инструменты:  Формы  –   позволяет   изменить   форму объекта   (сгладить   контур,   закруглить   углы   и   т.п.);  Нож  –  Свободное разрезает   объект; преобразование – преобразовать объект.  Масштаб  содержит   инструменты: –   включает   панель инструментов масштаб,  Панорама  – позволяющий перемещать по рисунку отображаемый на экране участок. позволяет   выбрать   инструменты:  Кривая  –   для   построения отрезков   прямых,   кривых   и   криволинейных   объектов,  Кривая Безье  –   используется   для   построения   более   сложных   кривых, Соединительная Художественная  линия,   –   стирание; Размеры,   Прямоугольник линия. позволяет строить прямоугольники и квадраты выполняет построение эллипсов и окружностей содержит Миллиметровка. создание надписей   инструменты:  Многоугольник, добавление различных интерактивных эффектов  Спираль, Эллипс Спираль Текст Интерактивная заливка сетью Интерактивная прозрачность Интерактивное перетекание Пипетка Абрис содержит инструменты: Пипетка, Ведро. включает   панель   инструментов   для   выбора   разнообразных вариантов обводки