Графический редактор

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М.Т.КАЛАШНИКОВА»

ФАКУЛЬТЕТ «МЕНЕДЖМЕНТ  И МАРКЕТИНГ»

КАФЕДРА «ИНФОРМАЦИОННЫЕ  СИСТЕМЫ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР»

(курсовая работа по дисциплине «Управление данными»)

 

 

 

 

 

 

Утверждаю

зав. кафедрой «ИС»,

д.ф-м.н., профессор                                                                           М.М. Горохов

 

 

 

 

Руководитель 

д.ф-м.н., профессор                                                                           М.М. Горохов

 

 

 

 

Выполнил 

студент группы 4-79-1                                                                      И.Д. Шушков 

 

 

 

 

ИЖЕВСК – 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 3

1. Основные сведения о графических редакторах.

1.1. Растровые графические  редакторы 5

1.2. Векторные графические  редакторы 6

1.3. Форматы файлов  для хранения графических изображений 9

2. Графические редакторы, используемые для создания изображений.

2.1. Программы просмотра графических изображений 12

2.2. Редакторы растровой графики 12

2.3. Редакторы векторной  графики 13

2.4. Понятие трёхмерной  графики. 

       Редакторы для  создания трехмерных изображений 14

2.5. Понятие о цветовом  пространстве.

        Основные цветовые модели(RGB, CMYK) 16

3. Создание графического  редактора

3.1. Описание проектного  решения 18

3.2. Программная реализация 19

3.3. Руководство пользователя 22

Заключение 24

Список литературы 25

 

ВВЕДЕНИЕ.

 

Представление данных на мониторе компьютера в графическом виде впервые было реализовано в середине 50-х годов  для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях[3]. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой частью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных.

Компьютерная графика – это специальная область информатики, изучающая методы и средства создания и обработки изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов[2]. Она охватывает все виды и формы представления изображений, доступных для восприятия человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем носителе (бумага, киноплёнка, ткань и прочее). 

Без компьютерной графики  невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир. На сегодняшний день компьютеры и компьютерная графика неотъемлемая часть жизни современного общества. Для примера назовём медицину (компьютерная томография), научные исследования (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), моделирование тканей и одежды, опытно-конструкторские разработки, рекламные щиты, цветные журналы, спецэффекты в фильмах – всё это в той или иной мере имеет отношение к компьютерной графике[4]. Поэтому созданы программы для создания и редактирования изображений, то есть графические редакторы.

Компьютерной графикой в последнее время занимаются многие, что обусловлено высокими темпами развития вычислительной техники. Более 90% информации здоровый человек получает через зрение или ассоциирует с геометрическими пространственными представлениями. Компьютерная графика имеет огромный потенциал для облегчения 
процесса познания и творчества.

В настоящее время  рынок программного обеспечения  переполнен различными программами  и редакторами, позволяющими обрабатывать и редактировать цифровые фото. Человеку, не слишком хорошо понимающему особенности тех или иных программных средств, порой очень сложно разобраться в этом многообразии софта. Однако, правильный выбор программных средств для решения конкретной задачи по обработке фотоснимков является одним из залогов успеха получения законченных фотографий. Говоря о графических редакторах, прежде всего, необходимо отметить, что все цифровые изображения подразделяются на векторные и точечные. В первом случае изображения построены из различных геометрических элементов или примитивов (отрезков, треугольников, прямоугольников или окружностей). Поэтому векторная графика позволяет легко манипулировать масштабом изображения без каких бы то ни было геометрических искажений, а потому широко используется для построения шрифтов, рисованных изображений, в оформительской и издательской работе. Например, очень популярным редактором для обработки векторных изображений является программа Adobe Illustrator, которая часто применяется в издательском деле для подготовки к печати рисованных иллюстраций для газет, журналов и книг. Но я не ограничусь обзором всего одной программы и опишу несколько их типов.

Графический редактор – программа(или пакет программ), позволяющая создавать и редактировать двумерные изображения с помощью компьютера

Актуальность курсовой работы на тему «Графический редактор» обусловлена тем, что любой школьник, студент и преподаватель в настоящее время должен владеть компьютерными технологиями на высоком уровне. 

Объектом курсовой работы служат современные компьютерные технологии с их аппаратным и программные обеспечением.  
Предметом курсового исследования являются функциональные возможности системы графических редакторов, используемые в науке и образовании. 

Целью курсовой работы является создание графического редактора, используя объектно-ориентированный язык программирования, описание его функциональных возможностей.

Гипотеза курсовой работы состоит в следующем: систематическое и регулятивное освоение и использование функциональных возможностей графического редактора способствует повышению уровня графической подготовки школьников и студентов, решающих учебные и научные задачи. 

Задачами курсовой работы выделяется: 

1. освоение полного спектра функциональных возможностей графических редакторов различных видов;  
2. изучение программ для просмотра графических изображений, выделение области применения графического редактора;
3. создание графического редактора, используя объектно-ориентированный язык программирования, описание его функциональных возможностей.

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРАФИЧЕСКИХ РЕДАКТОРАХ.

 

1. . РАСТРОВЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫ.

 

Растровый графический редактор (рис. 1) – специализированная программа, предназначенная для создания и обработки изображений. Подобные программные продукты нашли широкое применение в работе художников-иллюстраторов и фотографов, при подготовке изображений к печати типографским способом или на фотобумаге, публикации в интернете. Возможности некоторых из них позволяют создавать настоящие произведения искусства, другие же созданы всего лишь ради забавы и не больше.

 

 

 

Рис.1. Растровый графический редактор

 

Что бы охарактеризовать растровые графические редакторы, можно сравнить их с обычным рисованием, то есть с рисованием карандашом на обычной бумаге. Основное отличие между рисунками на бумаге и на экране монитора состоит в том, что на мониторе любое изображение дискретно, то есть оно состоит из конечного числа прямоугольных точек, каждая из которых может быть только одного цвета из фиксированной палитры[1]. У рисунка на бумаге такую минимальную единицу, как точка, найти нельзя. На бумаге невозможно нарисовать два совершенно одинаковых рисунка. С помощью растрового редактора можно создать именно такой дискретный рисунок, состоящий из фиксированного числа точек, после чего можно изменять цвет каждой точки по отдельности. Именно поэтому любой редактор такого типа перед созданием рисунка просит указать его точные размеры и иногда палитру цветов. Такие редакторы позволяют строить линии и графические примитивы, заливать области определенным цветом, вбивать текст, рисовать различными инструментами – карандашами, кистями, распылителями. В зависимости от выбранного инструмента строятся линии с различными свойствами – полупрозрачные, с размытыми краями, заполненные текстурой. Всегда есть возможность увеличивать масштаб, для того чтобы можно было работать с отдельными точками. Обычно такие редакторы используют для работы с уже готовыми изображениями - например, для создания коллажей и обработки фотографий.

Растровые графические  редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения  на экране компьютера, а также сохранять  их в различных растровых форматах. Например, JPEG и TIFF, позволяют сохранять растровую графику с незначительным снижением качества за счёт использования алгоритмов сжатия с потерями, PNG и GIF, поддерживают хорошее сжатие без потерь, и BMP, также поддерживает сжатие, но в общем случае представляет собой несжатое «попиксельное» описание изображения.

Растровые графические  редакторы имеют как минимум  два значительных недостатка:

1. масштабирование. Дело в том, что при масштабировании рисунка его четкость не увеличивается, и пикселей не становится больше. На самом деле они просто растягиваются, из-за чего очень хорошо заметно ухудшение качества рисунка;
2. размер файла. Файл растрового графического редактора сохраняет в себе информацию о каждой точке рисунка, ее положение, цвет. Причем это самая минимальная информация, хотя и она занимает немало памяти. В более мощных редакторах сохраняется по несколько слоев, и размер отдельных файлов может достигать десятков и сотен мегабайтов.

Что бы избавиться от проблемы с масштабированием, изобрели технологию интерполяции изображений. Эта технология состоит в том, что на картинку добавляются промежуточные пиксели, которые располагаются между основными пикселями и принимают цвет, средний для соседних ему. Однако такая технология не на много, более того, она почти не увеличивает качества изображения, а лишь увеличивает его размер.

 

1.2. ВЕКТОРНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ РЕДАКТОРЫ.

 

Основным логическим элементом векторной графики  является геометрический объект. В  качестве объекта принимаются простые  геометрические фигуры (так называемые примитивы – прямоугольник, окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.   

Преимущество векторной  графики заключается в том, что  форму, цвет и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать с помощью математических формул а не описывать каждый пиксель в отдельности.

Важным объектом векторной  графики является сплайн. Сплайн – это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура[1]. На сплайнах построены современные шрифты TryeType и PostScript.

У векторной графики  много достоинств. Она экономна в  плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано  с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не увеличивает размер файла.

Объекты векторной графики  легко трансформируются и модифицируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление могут быть сведены к паре-тройке элементарных преобразований над векторами.

В тех областях графики, где важное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например, в шрифтовых композициях, в создании логотипов и прочее, векторные программы незаменимы.

Векторная графика может  включать в себя и фрагменты растровой  графики: фрагмент становится таким  же объектом, как и все остальные (правда, со значительными ограничениями в обработке).

Важным преимуществом  программ векторной графики является развитые средства интеграции изображений  и текста, единый подход к ним. Поэтому  программы векторной графики  незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

Однако, с другой стороны, векторная графика может показаться чрезмерно жесткой, "фанерной". Она действительно ограничена в  чисто живописных средствах: в программах векторной графики практически невозможно создавать фотореалистические изображения.

Кроме того, векторный  принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической  информации, как это делает сканер для точечной графики.

В последнее время  все большее распространение получают программы 3-мерного моделирования, также имеющие векторную природу.

Обладая изощренными  методами отрисовки (метод трассировки  лучей, метод излучательности), эти  программы позволяют создавать  фотореалистичные растровые изображения  с произвольным разрешением из векторных объектов при умеренных затратах сил и времени.

В любом случае, если вы работаете с графикой, то неизбежно  будете иметь дело с обеими ее формами - векторной и растровой. Понимание  их сильных и слабых сторон позволит вам выполнить свою работу максимально эффективно.

 

Рис.2. Чертеж в векторном графическом редакторе

 

Векторная графика описывает  изображения (рис.2) с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение. Например, изображение древесного листа описывается точками, через которые проходит линия, создавая тем самым контур листа. Цвет листа задается цветом контура и области внутри этого контура. В растровом редакторе лист дерева описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки.