Основы компьютерной графики

 

 JPEG(JPG) (от англ. Joint Photographic Experts Group) - формат, использующий алгоритм сжатия с потерями информации, который позволяет уменьшить размер файла в сотни раз, является самым популярным форматом и общепризнанным стандартом в интернете. Глубина цвета - 24 бит. Не поддерживается прозрачность пикселей. При сильном сжатии в области резких границ появляются дефекты. Формат JPEG хорошо применять для сжатия полноцветных фотографий. Учитывая то, что при повторном сжатии происходит дальнейшее ухудшение качества, рекомендуется сохранять в JPEG только конечный результат работы. JPEG широко применяется при создании Web-страниц, а также для хранения больших коллекций фотографий.

 

TIFF (от англ. Tagged Image File Format)- формат, специально разработанный для сканированных изображений. Может использовать алгоритм сжатия без потерь информации LZW. Позволяет сохранять информацию о слоях, цветовых профилях(ICC-профилях) и каналах масок. Поддерживает все цветовые модели. Аппаратно независим. Используется в издательских системах, а также для переноса графической информации между различными платформами (с PC на Macintosh, например).

 

PSD (от англ. Photoshop Document) - формат графического редактора Adobe Photoshop. Использует алгоритм сжатия без потерь информации RLE. Позволяет сохранять всю информацию, создаваемую в этой программе. Формат поддерживает глубины цвета, вплоть до 16 бит на канал (48-битные цветные и 16-битные черно-белые), а также альфа-каналы, слои, контуры, прозрачность, векторные надписи и т. п. Прекрасно подойдет для переноса или хранения изображений, содержащих специфические, свойственные только Adobe Photoshop, элементы. Кроме этого, в связи с популярностью Photoshop, данный формат поддерживается практически всеми современными редакторами компьютерной графики. Его удобно использовать для сохранения промежуточного результата при работе в Photoshop и других растровых редакторах.

 

 

 

 

 

 

 

 

Форматы векторных графических  файлов

 

Достоинство векторных форматов в компактности полученных файлов и высоком качестве полученных изображений, и это не зависит от разрешающей способности  устройства отображения. Недостатки –  трудоемкость при создании и редактировании сложных элементов изображений, и проблемы при распечатке на принтерах. Большинство векторных форматов могут содержать внедренные в  файл растровые объекты или ссылки на растровый файл. Сложность при передаче данных из одного векторного формата в другой заключается в использовании программами различных алгоритмов, разной математики при построении векторных и описании растровых объектов.

 

AI - это  формат векторного редактора Adobe Illustrator. Позволяет сохранять всю информацию, создаваемую в этой программе. Его можно импортировать практически в любой графический редактор, а также во многие растровые, например Photoshop. При открытии в растровом редакторе документ растеризуется.

 

CDR - формат векторного редактора CorelDRAW. Поддерживается меньшим количеством программ, чем AI. В файлах последних версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.

 

SWF - формат векторной анимации. В нём можно хранить несложную векторную графику, растровую графику, анимацию, а также звук. Формат SWF недоступен для редактирования, только для просмотра с помощью программы Flash Player или Web-браузера. Анимация создаётся с помощью программы Macromedia Flash, также имеется возможность экспорта в этот формат из большинства редакторов векторной графики. Формат SWF аппаратно независим.

 

SVG (от англ. Scalable Vector Graphics) - является открытым стандартом, не является чьей-либо собственностью. Это основанный на XML язык разметки, предназначенный для описания двухмерной векторной графики. Формат поддерживается многими Web-браузерами и может быть использован при оформлении Web-страниц. К сожалению, формат не обеспечивается высокого качества в отношении сложных рисунков и имеет ограничения по сфере своего использования.

 

WMF (от англ.Windows Metafile) — графический формат файла в системе Microsoft Windows. Универсальный векторный формат, поддерживаемый большинством векторных редакторов. К сожалению, формат не обеспечивает высокое качество для сложных рисунков и имеет очень ограниченное число поддерживаемых эффектов, поэтому для профессионального использования не подходит и используется преимущественно частными пользователями.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смешанные графические форматы

 

EPS ( от англ. Encapsulated PostScript) - смешанный графический формат, может содержать информацию о растровой и векторной графике. Поддерживает все цветовые модели. Этот формат понимает большинство современных принтеров, поэтому он широко применяется для печати изображений. Его понимает подавляющее большинство современных графических редакторов. Он также используется для обмена данными (через буфер обмена) в программах фирмы Adobe. Файлы в формате EPS имеют большой объем (по сравнению с TIFF, например).

 

PDF - смешанный формат, предназначенный для передачи информации по сети. В основном используется для создания электронных версий книг и статей. Может содержать текстовую, растровую и векторную графическую и звуковую информацию, видео, а также гиперссылки. При этом различные типы информации по-разному сжимаются. Готовые документы просматриваются с помощью Adobe Acrobat Reader.

 

FLA - внутренний формат программы Macromedia Flash. В нём можно сохранять промежуточные результаты, для просмотра требуется преобразование в формат SWF. Поддерживает язык сценариев ActionScript, что даёт возможность создания сложных интерактивных фильмов и Web-страниц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЖАТИЕ ФАЙЛОВ

Алгоритмы сжатия:

Сжатие  с потерями

Без потерь

Иногда характеристики растрового изображения записывают в такой форме: 1024x768x24. Это означает, что ширина изображения равна 1024 пикселям, высота - 768 и глубина цвета  равна 24. 1024x768 - рабочее разрешение для 15 - 17 дюймовых мониторов. Несложно догадаться, что размер несжатого изображения  с такими параметрами будет равен 1024*768*24 = 18874368 байт. Это более 18 мегабайт - слишком жирно для одной картинки, особенно если требуется хранить  несколько тысяч таких картинок - это не так уж много по компьютерным меркам. Вот почему компьютерную графику  используют почти всегда в сжатом виде.

RLE (Run Length Encoding) - метод сжатия, заключающийся в поиске последовательностей одинаковых пикселей в сточках растрового изображения ("красный, красный, ..., красный" записывается как "N красных").

LZW (Lempel-Ziv-Welch) - более сложный метод, ищет повторяющиеся фразы - одинаковые последовательности пикселей разного цвета. Каждой фразе ставится в соответствие некоторый код, при расшифровке файла код замещается исходной фразой.

При сжатии файлов формата JPEG (с потерей качества) изображение разбивается на участки 8x8 пикселей, и в каждом участке  их значение усредняется. Усреднённое  значение располагается в левом  верхнем углу блока, остальное место  занимается меньшими по яркости пикселями. Затем большинство пикселей обнуляются. При расшифровке нулевые пиксели  получают одинаковый цвет. Затем к  изображению применяется алгоритм Хаффмана.

Алгоритм  Хаффмана основан на теории вероятности. Сначала элементы изображения (пиксели) сортируются по частоте встречаемости. Затем из них строится кодовое  дерево Хаффмана. Каждому элементу сопоставляется кодовое слово. При  стремлении размера изображения  к бесконечности достигается  максимальность сжатия. Этот алгоритм также используется в архиваторах.

Сжатие применяется  и для векторной графики, но здесь  уже нет таких простых закономерностей, так как форматы векторных  файлов достаточно сильно различаются  по содержанию.

 

 

 

Сжатие растровой  графики

Сжатие векторной  графики

 

Элементы теории цвета:

Теория  цвета:

Цветовые  модели:

Цветовой  режим:

 

Adobe Photoshop:

Интерполяция

Ретуширование(Инструменты,стили)

Заключение:  На данном этапе истории, применение в профессии

 

 

 

 

 

 

Словарь терминов

Пиксель - Пиксель – наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике, а также (физический) элемент светочувствительной матрицы (иногда называемый сенсель — от sensor element) и элемент матрицы дисплеев (иногда именуемый Пэл), формирующих изображение. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной, обычно квадратной, или круглой формы размером 2x2, 3x3, 4x4 и обладающий определённым цветом.

Компьютерная  графика- Это процесс создания обработки и вывода изображений разного рода при помощи компьютера.  Это область информатики которая изучает способы формирования изображения с помощью компьютера.  Область графики, где в качестве инструмента создания и обработки изображения используется компьютер. Вид искусства.

[5]

Интерполяция-

Графический редактор- компьютерная программа (или пакет программ) в которая позволяет создавать и редактировать двумерные изображения.

2D – двухмерная графика, плоское, не имеющее объема изображение

Растровая графика- изображение представленное в виде массива точек(пикселей), имеющих такие атрибуты как координаты и цвет

Векторная графика- изображение состоящее из простых элементов, называемых примитивами: линий, окружностей, прямоугольников…

Фрактальня графика- изображение созданное при помощи фрактальной геометрии

Цветовая  модель-

Графический интерфейс –

Фрактал – 

Пиксель-

Алгоритм  сжатия-

Формат  изображения-

Разрешение-

 

Список  литературы