Векторная графика

PICT (Macintosh QuickDraw Picture Format) Стандарт для буфера обмена Macintosh. Способен нести как растровую, так и векторную информацию. Поддерживается на Mac'e всеми программами. На РС имеет расширение .pic или .pct. PICT читается рядом программ, но работа с ним редко бывает простой и бесхитростной.

TIFF (Tagged Image File Format) Аппаратно независимый формат TIFF на сегодняшний день является одним из самых распространенных и надежных, его поддерживают практически все программы на РС и Macintosh так или иначе связанные с графикой. TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK и дополнительных цветов Pantone. TIFF может сохранять векторы Photoshop'a, Alpha-каналы для создания масок в видеоклипах Adobe Premiere и массу других дополнительных данных. TIFF имеет две разновидности: для РС и Macintosh. Это связано с тем, что процессоры Intel и Motorola читают и записывают числа совершенно противоположными способами. Смущаться не стоит - как правило, программы с легкостью читают оба варианта формата. Наибольшие проблемы обычно вызывает LZW-компрессия, иногда применяемая в TIFF'e. Ряд программ (например, QuarkXPress 3.x и Adobe Streamline) не умеют читать такие файлы, кроме того, они могут дольше выводиться на принтеры и фотонаборные автоматы. Только если файл комрессуется в 3-4 раза, вы получаете выигрыш во времени вывода.

Scitex CT (расширение на  РС - .sct) Разработанный фирмой Scitex формат Scitex CT мало чем отличается от TIFF'a, за исключением одной особенности. На фотонаборных автоматах (Imagesetter) фирмы Scitex (Dolev) файлы этого формата выводятся несколько быстрее.

PS (Adobe PostScript) PostScript - язык описания страниц (язык управления лазерными принтерами) фирмы Adobe. Файлы этого формата с расширением .ps или, реже, .prn получаются с помощью функции Print to file графических программ при использовании драйвера PostScript-принтера. Такие файлы содержат в себе сам документ (только то, что располагалось на страницах), все связанные файлы, использованные шрифты, а также другую информацию: цветоделение, дополнительные платы, полутоновой растр для каждой платы, линиатуру растра и прочие данные для выводного устройства. Если файл закрыт правильно - не имеет значения, на какой платформе он делался, были ли использованы шрифты True Type или Adobe Type 1. Нужно только учитывать версию языка. Недавно Adobe выпустила PostScript level 4. Тема языка PostScript - отдельный большой разговор. Ниже я коснусь еще двух форматов, непосредственно с ним связанных.

EPS (Encapsulated PostScript) EPS - упрощенный PostScript. Не может содержать в одном файле более одной страницы, не сохраняет ряд установок для принтера. Как и в файлы печати PostScript, в EPS записывают конечный вариант работы, хотя такие программы как Adobe Illustrator, Photoshop и Macromedia FreeHand могут использовать его как рабочий. EPS используется для передачи векторов и растра в издательские системы, создается почти всеми программами, работающими с графикой. Использовать его имеет смысл только тогда, когда вывод осуществляется на PostScript-устройстве. EPS поддерживает все необходимые для печати цветовые модели, среди них такая, как Duotone, а также Clippind Path - векторный контур, визуально обрезающий растровую матрицу в QuarkXPress, PageMaker, FreeHand (в РС-версии FreeHand'a выглядит некорректно). Вместе с файлом можно сохранить эскиз (Image header). Это копия в формате PICT, TIFF или WMF, которая сохраняется вместе с EPS и позволяет увидеть, что внутри файла, поскольку открыть его на редакцию могут только Photoshop и Illustrator. Все остальные импортируют только эскиз, подменяя его при печати на PostScript-принтере оригинальной информацией. На не PostScript-принтере выводится на печать сам эскиз. Если вы работаете на Macintosh (поздравляю!), сохраняйте эскизы в формате PICT. Он будет максимально хорошего качества и минимального веса, где векторы будут векторами, а растр - растром, но для того чтобы он был легче, растровые фрагменты будут с низкой резолюцией и ограниченной палитрой цветов. Однако такие эскизы могут создавать проблемы на РС. На РС и для РС лучше готовить эскизы в формате TIFF. Все данные растеризуются, что сильно раздувает размер файла. CorelDRAW так же предлагает для эскиза векторный формат WMF, но не стоит пользоваться этим детищем Microsoft - до добра не доведет. Изначально EPS разрабатывался как векторный формат, позднее появилась его растровая разновидность - Photoshop EPS. Он также позволяет сохранять эскиз, кроме того, Photoshop'овский фильтр EPS обладает очень полезной функцией Encoding (кодирование). Кодирование данных в формате ASCII рекомендуется для РС, файл получается большой, зато везде открывается и выводится. Для Macintosh рекомендуется Binary (двоичное) кодирование, файл получается примерно вдвое легче, чем ASCII, и быстрее выводится на печать. Не припомню случая, чтобы он вызывал проблемы.

JPEG. EPS-файлы без Preview (эскиз) в JPEG-кодировании весят меньше, чем аналогичные файлы формата JPEG! Возможности JPEG-сжатия в формате Photoshop EPS реализованы лучше, чем в самом JPEG'e. Но не нужно чрезмерно обольщаться - скажу о ложке дегтя в бочке с Photoshop EPS. При сохранении цветоделенных картинок (CMYK) в формате Photoshop EPS с JPEG-кодированием происходит их конвертация назад в RGB без предупреждения! Это приводит к неприятным результатам в печати. Если используется более-менее новый фотонаборный автомат, то он сам, пусть не лучшим образом, но произведет цветоделение. Если нет, то картинка выйдет либо черно-белой (если вы используете QuarkXPress 3.x, который первую плату всегда выводит Black, черную), либо бело-голубой (если вы используете QuarkXPress 4 или PageMaker, где первая плата, как и у всех - Cyan, голубая). А вообще лучше всю растровую графику вставлять в TIFF'e. Меньше будет сюрпризов, не нужно будет гадать, что это за EPS и какой программой он сделан. Потому что порой кажется, что это уже разные форматы. Так, Quark EPS и Corel'овские EPS версии 6 и ниже - весьма проблематичны. Тот, кто хочет жить спокойно, должен знать - самые надежные EPS-файлы делают программные продукты фирмы Adobe, разработавшей PostScript: Photoshop и Illustrator.

Два слова об Illustrator'e. Это единственная известная мне программа способная открывать на редакцию практически любые векторные EPS-файлы. Очень полезное свойство.

PDF (Portable Document Format) Формат PDF (Portable Document Format) предложен фирмой Adobe как независимый от платформы формат, в котором могут быть сохранены иллюстрации (векторные и растровые) и текст, причем со множеством шрифтов и гипертекстовых ссылок. Для достижения продекларированной в названии переносимости (portable), размер PDF-файла должен быть малым. Для этого используется компрессия - к каждому виду объектов применяется свой способ. Для работы с этим форматом компания Adobe выпустила пакет Acrobat. Acrobat Distiller переводит в PDF PostScript-файлы, Acrobat Exchange позволяет их редактировать: устанавливать внутренние ссылки, ссылки на внешние звуковые и видеофайлы, Web-ссылки. Ряд программ также позволяют создавать PDF'ы. Первоначальная задача PDF - передача по сети в сжатом виде проиллюстрированных и отформатированных документов - сегодня значительно расширена. Версия 3 способна сохранять все установки для выводного устройства, записанные в PostScript-файле. Exchange позволяет восстанавливать из файлов PDF PostScript'ы. Таким образом, получается порой серьезный выигрыш во времени, т.к. PDF можно передавать через e-mail вместо посыльного. Кроме того, в PDF можно быстро передавать клиенту полноценные эскизы. PDF позволяет не заботиться о наличии необходимых шрифтов у получателя - все подгружается прямо в файл. По адресу http://www.adobe.com/acrobat можно скачать бесплатно распространяемую утилиту Adobe Acrobat Reader, которая позволяет читать документы и распечатывать их на принтере, но не дает возможности создавать или изменять их. Есть сведения (из журнала Publish), что Adobe работает над программным пакетом, который вместит в себя функции Photoshop'a, Illustrator'a и PageMaker'a, основанного на технологии PDF.

PSD (Adobe Photoshop Document) PSD - родной формат популярного растрового редактора Photoshop. Он позволяет записывать изображение со многими слоями, их масками, дополнительными каналами, контурами и другой информацией - все, что может сделать Photoshop. Начиная с версии 3.0, используется RLE-компрессия, в 4-й версии файлы становятся еще меньше. PSD понимают некоторые программы, из них только Fractal Design Painter и Corel PHOTO-PAINT понимают многослойный PSD, причем лишь PHOTO-PAINT 8 открывает файл PSD 100-процентно корректно. Несмотря на то что в 5-й версии появились новые эффекты со слоями, текстом, а также возможность создавать дополнительные каналы для простых (spot) цветов, формат Photoshop'a имеет полную совместимость от 5-й до 3-й версии. В Photoshop'e 2.5 не было слоев и контуров, поэтому он выступает, как отдельный подформат.

AI (Adobe Illustrator Document) Adobe Illustrator не популярен в Израиле, зато его любят американцы и русские. Может содержать в одном файле только одну страницу, имеет маленькое рабочее поле - всего 3х3 метра. В целом несколько уступает FreeHand'у и CorelDRAW по иллюстративным возможностям, тем не менее, его формат - AI - отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с PostScript. AI поддерживают почти все программы так или иначе связанные с векторной графикой. Формат Illustrator'ра является наилучшим посредником при передаче векторов из одной программы в другую, с РС на Macintosh и назад. Наиболее совместимыми можно назвать 3-ю и 4-ю версии AI. Кроме того, если вы работаете в основном в Photoshop'e (Web-дизайн, например), то Illustrator 7 станет лучшим помощником, т.к. имеет с Photoshop'ом одинаково организованный интерфейс и горячие клавиши. Photoshop понимает форматы Illustrator'a (AI и EPS) напрямую.

FH8 (FreeHand Document, последняя цифра в расширении указывает на версию программы) Ничем особенным не выделяется. Формат понимает только сам FreeHand, Illustrator 7 для Macintosh и парочка программ от Macromedia. 7-я и 8-я версии имеют полную кроссплатформенную совместимость. Поддерживает многостраничность. Некоторые эффекты FreeHand'a несовместимы с PostScript.

CDR (CorelDRAW Document) Формат известен в прошлом низкой устойчивостью и плохой совместимостью файлов, тем не менее, пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно, он имеет неоспоримое лидерство на платформе РС. Многие программы на РС (FreeHand, Illustrator, PageMaker - среди них) могут импортировать файлы CDR. 7-ю и 8-ю версии CorelDRAW можно без натяжек назвать профессиональными. В файлах этих версий применяется компрессия для векторов и растра отдельно, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров (этот параметр важен для наружной рекламы); начиная с 4-й версии, поддерживается многостраничность. На рынке РС Corel заняла все, а вот на рынке Macintosh перспективы CorelDRAW даже туманными назвать трудно. У Мас-фанатов неизлечимая аллергия на слово "Corel". И не случайно - CorelDRAW 6 for Macintosh вообще никакой, быть может 8-я версия получше, но не думаю, что это добавит ей шансов

3. Основной  принцип построения графических  объектов

Этот принцип основывается на том, что изначально структуру  изображения составляет именно векторное  очертание. Это в равной степени относится как к 2D, так и к 3D изображениям. То есть, не возникает совершенно никаких проблем при необходимости вывести на распечатке маленькое или большое по разрешению изображение. Растровое изображение этим похвастать не может. Хорошо, когда у Вас растр достаточно емкий. Но если это мизерное изображение сосканированной с журнала фотографии (что убивает качество наповал), то это уже проблема. Хотя существуют программы, обеспечивающие трассировку растра в вектор, но корректно, скажем, перевести полноцветную фотографию человеческого лица в векторное изображение они не могут. В любом случае полученный вектор не сможет передать всю тонкость и глубину красок полноцвета растрового изображения. Даже если при переводе в вектор установить настройки, наиболее точно передающие мелкие детали и градации цвета, все равно при необъятном размере векторного файла итог будет одинаково не идеальным. Положение круто меняется, когда вектор экспортируется в растровое изображение. Здесь почти нет пределов для величины разрешения растра, и при этом он остается одинаково качественным.

Т.е. векторное изображение  строится примитивных графических  объектов, построенных из векторов: линия, прямоугольник, круг, дуга, замкнутая  линия, и т.д. Например основой для  большинства сложнейших 3D-фигур является треугольник, из множества которого состоит вся объемная фигура. Группа примитивов и есть векторный рисунок.

В наше время очень  распространена трехмерная графика (3D). На базе трехмерных векторных редакторов строятся сложнейшие сцены. Эту область несомненно нельзя заменить ни чем другим. Как бы талантливы и усидчивы вы не были, нарисовать кистью растрового редактора изображение трехмерного объекта невозможно. Есть немало людей которые пытаются это опровергать, но это не тема для разговора. Просто нужно ценить и понимать что разные технологии компьютерной графики специализированы в разных направлениях и безвкусно смешивать их, или заменять одну другой - глупое упрямство. А вот грамотно комбинировать их можно и нужно. В эпоху современных технологий широко используются возможности компьютерной графики. Это знаменитые кинофильмы (часто отмеченные премией "Оскар"), диснеевские мультфильмы, компьютерные игры и многое другое. Кроме того, компьютерная графика положительно зарекомендовала себя на страницах различных газет и журналов. В настоящее время невозможно представить себе полиграфию без компьютерной графики. Само формирование компьютерных объектов, регулировка цветового баланса, создание любых цветовых и объемных эффектов делают изображение ярким и неповторимым.

Сцена 3D-моделей строится на пакетах трехмерного моделирования  и в последующем может визуализироваться  с любых точек просмотра в 2D-изображение. При этом есть возможность любых  изменений освещения, форм объектов, перспективных деформаций, регулировки параметров материалов и атмосферных эффектов компьютерной трехмерной сцены.

Можно создать не только трехмерные стандартные объекты  – куб, рюмка и т.д., но и более  сложные объекты, скажем, зверюшек, а также различных персонажей и т.д. и т.п..

4. Применение  векторной графики

Успехи компьютерных технологий, достигнутые в последние  годы, не оставляют места сомнениям  при выборе способов получения, хранения и переработки данных о сложных  комплексных трехмерных объектах, таких, например, как памятники архитектуры и археологии, объекты спелеологии и т. д. Несомненно, что применение компьютеризации для этих целей – дело не далекого будущего, а уже настоящего времени. Последнее, конечно, в большой мере зависит от количества денежных средств, вкладываемых с этой целью.

Наука и инженерия

Системы CAD/CAM используются сегодня в различных областях инженерной конструкторской деятельности от проектирования микросхем до создания самолетов. Ведущие инженерные и  производственные компании, такие как Boeing, в конечном счете двигаются к полностью цифровому представлению конструкции самолетов.           

 Архитектура является  другой важной областью применения  для CAD/CAM и совсем недавно созданных  систем класса walkthrough (прогулки вокруг  проектируемого объекта с целью его изучения и оценки). Такие фирмы, как McDonald's, уже с 1987 года используют машинную графику для архитектурного дизайна, размещения посадочных мест, планирования помещений и проектирования кухонного оборудования. Есть ряд эффектных применений векторной графики в области проектирования стадионов и дизайна спортивного инвентаря, новый парк в Балтиморе (Baltimore Orioles'Camden Yards Park).           

 Медицина стала  весьма привлекательной сферой  применения компьютерной графики,  например: автоматизированное проектирование инплантантов, особенно для костей и суставов, позволяет минимизировать необходимость внесения изменений в течение операции, что сокращает время пребывания на операционном столе (очень желательный результат как для пациента, так и врача). Анатомические векторные модели также используются в медицинских исследованиях и в хирургической практике.

Научные лаборатории  продолжают генерировать новые идеи в области визуализации. Задача сообщества компьютерной графики состоит в  создании удобных инструментов и эффективных технологий, позволяющих пользователям продолжать научные изыскания за границей возможного и безопасного эксперимента. Например ,проект виртуального туннеля NASA Ames Research Center переносит аэродинамические данные в мир виртуальной реальности, интерес к которой значительно вырос в девяностые годы. NASA Ames было одним из пионеров в использовании и развитии технологий погружения людей в мнимую реальность. Специалисты NASA занимались разработкой специальных шлемов и дисплеев, трехмерных аудиоустройств, уникальных устройств ввода для оператора и созданием соответствующего программного обеспечения. Возник ряд компаний, занимающихся виртуальной реальностью, например: Fakespace, Cristal River Engineering и Telepresence Research.