Введення до комп'ютерної графіки



Скачати 324.27 Kb.
Дата конвертації14.08.2018
Розмір324.27 Kb.

Введення до комп'ютерної графіки.

Ті можливості, якими кілька років тому володіли лише самі великі студії комп'ютерної графіки, сьогодні доступні рядовому власнику комп'ютера. Треба лише знати засоби, що забезпечують ці можливості, і вміти грамотно ними користуватися.


17. Комп'ютерна графіка

Робота з комп'ютерною графікою — один із самих популярних напрямків використання персонального комп'ютера, причому займаються цією роботою не тільки професійні художники і дизайнери. На будь-якому підприємстві час від часу виникає необхідність у подачі рекламних оголошень у газети чи журнали, у випуску реклами чи листівки буклету. Великі фірми замовляють таку роботу спеціальним дизайнерським бюро чи рекламним агентствам. Малі підприємства, що мають обмежений бюджет, часто задовольняються власними силами і доступними програмними засобами.

Без комп'ютерної графіки не обходиться жодна сучасна мультімедійна програма. Робота над графікою займає до 90% робочого часу програмістських колективів, що випускають програми масового застосування.

Основні трудові затрати у роботі редакцій та видавництв теж складають художні й оформлювальні роботи з графічними програмами.


Комп'ютерна графіка в Інтернеті.

Необхідність широкого використання графічних програмних засобів стала особливо відчутної в зв'язку з розвитком Інтернету і, у першу чергу, завдяки службі World Wide Web, що зв'язала в єдину «павутину» мільйони окремих «домашніх сторінок». Навіть швидкої подорожі по цих сторінках досить, щоб зрозуміти, що сторінка, оформлена без комп'ютерної графіки, не має шансів виділитися на тлі найширшого кола конкурентів і залучити до себе масову увагу.

Потреба в розробці привабливих Web-сторінок у багато разів перевищує можливості художників і дизайнерів, яким можна було б доручити цю роботу. У зв'язку з цим сучасні графічні засоби розробляються з таким розрахунком, щоб не тільки дати зручні інструменти професійним художникам і дизайнерам, але і надати можливість для продуктивної роботи і тим, хто не має необхідних професійних навичок і природжених здібностей до художньої творчості.
Види комп'ютерної графіки.

Незважаючи на те що для роботи з комп'ютерною графікою існує безліч класів програмного забезпечення, розрізняють всього три види комп'ютерної графіки. Це растрова графіка, векторна графіка і фрактальна графіка. Вони відрізняються принципами формування зображення при відображенні на екрані монітора чи при друку на папері.

Растрову графіку застосовують при розробці електронних (мультімедійних) і поліграфічних видань. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки, рідко створюють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Частіше для цієї мети використовують скановані ілюстрації, підготовлені художником на папері, чи фотографії. Останнім часом для введення растрових зображень у комп'ютер знайшли широке застосування цифрові фото- і відеокамери. Відповідно, більшість графічних редакторів, призначених для роботи з растровими ілюстраціями, орієнтовані не стільки на створення зображень, скільки на їхню обробку. В Інтернеті поки застосовуються тільки растрові ілюстрації,

Програмні засоби для роботи з векторною графікою навпаки призначені, у першу чергу, для створення ілюстрацій і у меншому ступені для їхньої обробки. Такі засоби широко використовують у рекламних агентствах, дизайнерських бюро, редакціях і видавництвах. Оформлювальні роботи, засновані на застосуванні шрифтів і найпростіших геометричних елементів, виконуються засобами векторної графіки набагато простіше. існують приклади високомистецьких творів, створених засобами векторної графіки, але вони скоріше виключення, ніж правило, оскільки художня підготовка ілюстрацій засобами векторної графіки надзвичайно складна.

Програмні засоби для роботи з фрактальною графікою призначені для автоматичної генерації зображень шляхом математичних розрахунків. Створення фрактальної художньої композиції складається не в малюванні та оформленні, а в програмуванні. Фрактальну графіку рідко застосовують для створення друкованих чи електронних документів, але її часто використовують у розважальних програмах.
Растрова графина.

Основним елементом растрового зображення є крапка. Якщо зображення екранне, то ця крапка називається пікселем. У залежності від того, на яку роздільну здатність екрана настроєна операційна система комп'ютера, на екрані можуть розміщатися зображення, що мають 640х480, 800х600, 1024х768 і більш пікселів.

З розміром зображення безпосередньо зв'язана його роздільна здатність. Цей параметр виміряється в крапках на дюйм (dots per inch — dpi). У монітора з діагоналлю 15 дюймів розмір зображення на екрані складає приблизно 28х21 см. Знаючи, що в одному дюймі 25,4 мм, можна розрахувати, що при роботі монітора в режимі 800х600 пікселів роздільна здатність екранного зображення дорівнює 72 dpi.

При друці дозвіл повинний бути набагато вище. Поліграфічний друк повнокольорового зображення вимагає дозволу 200—300 dpi. Стандартний фотознімок розміром 10х15 см повинний містити приблизно 1000х1500 пікселів.

Неважко також встановити, що всього таке зображення буде мати 1,5 млн крапок, а якщо зображення кольорове і на кодування кожної крапки використані три байти, то звичайній кольоровій фотографії відповідає масив даних розміром понад 4 Мбайт.

1. Великі обсяги даних — це основна проблема при використанні растрових зображень. Для активних робіт з ілюстраціями великого розміру, наприклад, журнальної смуги, вимагаються комп'ютери з винятково великими розмірами оперативної пам'яті (128 Мбайт і більш). Зрозуміло, такі комп'ютери повинні мати і високопродуктивні процесори.

2. Другий недолік растрових зображень зв'язаний з неможливістю їхнього збільшення для розгляду деталей. Оскільки зображення складається з крапок, то збільшення зображення приводить тільки до того, що ці крапки стають крупніше. Ніяких додаткових деталей при збільшенні растрового зображення розглянути не вдається. Більш того, збільшення крапок растра візуально спотворює ілюстрацію і робить її грубішою. Цей ефект називається пікселезацією.

Векторна графіка.

Як у растровій графіці основним елементом зображення є крапка, так у векторній графіці основним елементом зображення є лінія (при цьому не важливо, пряма це лінія чи крива).

Зрозуміло, у растровій графіці теж існують лінії, але там вони розглядаються як комбінації крапок. Для кожної крапки лінії в растровій графіці приділяється одна чи кілька чарунок пам'яті (чим більше кольорів можуть мати крапки, тим більше чарунок пам’яті їм виділяється). Відповідно, чим довша растрова лінія, тим більше пам'яті вона займає. У векторній графіці обсяг пам'яті, займаний лінією, не залежить від розмірів лінії, оскільки лінія представляється у виді формули, а точніше кажучи, у виді декількох параметрів. Що б ми не робили з цією лінією, змінюються тільки ці параметри, що зберігаються в осередках пам'яті. Кількість же чарунок залишається незмінним для будь-якої лінії.

Лінія — це елементарний об'єкт векторної графіки. Усе, що є у векторній ілюстрації, складається з ліній. Найпростіші об'єкти поєднуються в більш складні, наприклад об'єкт чотирикутник можна розглядати як чотири зв'язані лінії, а об'єкт куб, більш складний, його можна розглядати як дванадцять зв'язаних ліній, або як шість зв'язаних чотирикутників, Через такий підхід векторну графіку часто називають об'єктно-орієнтованою графікою.

Об'єкти векторної графіки зберігаються в пам'яті у виді набору параметрів, але не треба забувати, що на екран усі зображення все рівно виводяться у виді крапок (тому, що екран так влаштований). Перед виведенням на екран кожного об'єкта, програма робить обчислення координат екранних крапок у зображенні об'єкта, тому векторну графіку іноді називають графікою, що обчислюється. Аналогічні обчислення проводяться і при виведенні об'єктів на принтер.

Як і всі об'єкти, лінії мають властивості. До цих властивостей відносяться: форма лінії, її товщина, колір, характер лінії (суцільна, пунктирна і т.п.). Замкнуті лінії мають властивість: заповнення. Внутрішня область замкнутого контуру може бути заповнена кольором, текстурою, картою. Найпростіша лінія, якщо вона не замкнута, має дві вершини, що називаються вузлами. Вузли теж мають властивості, від яких залежить, як виглядає вершина лінії і як дві лінії сполучаються між собою.

Прямокутник можна розглядати як один об'єкт [замкнутий контур], якщо об'єднати об'єкти-лінії, що входять у нього. Зображення куба можна розглядати як один складний об'єкт, що і утворять 6 замкнутих контурів. Куб можна зобразити і за допомогою

12 прямих ліній

Ці лінії створені у векторному редакторі. По зовнішньому вигляді вони зовсім несхожі, але це однакові об'єкти, що розрізняються лише властивостями [параметрами]. Для збереження цих параметрів досить лише декілька байтів пам'яті.

Замкнуті контури можуть мати заповнення, що виконують інструментом Заливання. Як заповнювач може бути обрана кольорова фарба чи регулярна текстура. Іноді як заповнювач використовують заготовлене растрове зображення, яке називається картою.

Математичні основи векторної графіки.

У основі векторної графіки лежать математичні представлення про властивості геометричних фігур. Як зазначалося вище, найпростішим об'єктом векторної графіки є лінія. Тому в основі векторної графіки лежить насамперед математичне представлення лінії. Давайте розглянемо кілька видів ліній, але почнемо з крапки.

Крапка .

Крапка на площині задається двома числами (х, у), які визначають її росташування відносно початку координат.
Пряма лінія.

З курсу алгебри відомо, що для завдання прямої лінії досить двох параметрів. Звичайно графік прямої лінії описується рівнянням y=kx+b. Знаючи параметри k і b, завжди можна намалювати нескінченну пряму лінію у відомій системі координат.

Відрізок прямої.

Для завдання відрізка прямої треба знати ще пари параметрів, наприклад координати х1 і х2 початку і кінця відрізка, тому для опису відрізка прямої лінії необхідні чотири параметри.


Крива другого порядку.

До кривих другого порядку відносяться параболи, гіперболи, еліпси, окружності й інші лінії, рівняння яких не містять ступенів вище другої. Прямі лінії — це окремий випадок кривих другого порядку. Відрізняються криві другого порядку тим, що не мають крапок перегину. Сама загальна формула кривої другого порядку може виглядати, наприклад, так:

x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+а5=0.

Як бачите, п'яти параметрів цілком достатньо для опису нескінченної кривої другого порядку. Для запису відрізка кривої другого порядку необхідно на два параметри більше.

Крива третього порядку.

Відмінна риса цих більш складних кривих полягає в тому, що вони можуть мати крапку перегину. Якщо ви знайомі з графіком функції у=х3, то звичайно бачили той перегин, що , відбувається на початку координат. Криві третього порядку добре відповідають тим лініям, що ми спостерігаємо в живій природі, наприклад лініям вигину людського тіла, тому як основні об'єкти векторної графіки використовують саме такі лінії. Усі прямі і криві другого порядку (наприклад, окружності еліпси) є окремими випадками кривих Третього порядку.

У загальному випадку рівняння кривої третього порядку можна записати так:

х31у32х2у+а3ху2+a4x25у26ху+а7х+а8у+а9=0

Видно, що для запису кривої третього порядку досить дев'яти параметрів. Для завдання відрізка кривої третього порядку, треба мати на два параметри більше.
Криві Безьє.

Малювати криву третього порядку по заданих коефіцієнтах її рівняння — заняття не занадто цікаве. Для спрощення цієї стомлюючої процедури у векторних редакторах застосовують не будь-які криві третього порядку, а їхній особливий вид, називаний кривими Безьє. Відрізки кривих Безьє — це окремий випадок відрізків кривих третього порядку. Вони описуються не одинадцятьма параметрами, як довільні відрізки кривих третього порядку, а лише вісьма, і тому працювати з ними зручніше.

Метод побудови кривої Безьє заснований на використанні пари дотичних, проведених до лінії в крапках її кінців. На практиці ці дотичні виконують роль «важелів», за допомогою яких лінію згинають так, як це необхідно. На форму лінії впливає не тільки кут нахилу дотичної, але і довжина її відрізка. Керування дотичної (а разом з нею і формою лінії) роблять перетаскуванням маркера за допомогою миші. Більшість векторних редакторів для зображення і збереження кривих ліній використовують саме криві Безье.
Співвідношення між векторною і растровою графікою.

Говорячи про растрову графіку ми вказали на два її істотних недоліки: значний обсяг масивів даних, які треба зберігати й обробляти, а також неможливість маштабування зображення без втрати якості.

Векторна графіка усуває ці обидва недоліка, але, у свою чергу, значно ускладнюють роботу зі створення художніх ілюстрацій. На практиці засобу векторної графіки використовують не для створення художніх композицій, а для оформлювальних, креслярських і проектних конструкторських робіт.

Для збереження інформації про найпростіший об'єкт, яким є лінія третього порядку, у векторній графіці необхідно всього вісім параметрів. Додавши до них параметри, що виражають такі властивості лінії, як її ширина, колір, характер та інші, виходить, що для збереження одного об'єкта досить 20—30 байтів оперативної пам'яті. Досить складні композиції, що нараховують тисячі об'єктів, витрачають лише десятки і сотні Кбайт.

У векторній графіці легко зважуються питання маштабування. Якщо лінія задана товщиною, рівною 0,15 мм, то скільки б ми не збільшували чи не зменшували малюнок, ця лінія все рівно буде мати тільки таку товщину, оскільки це одна з властивостей об'єкта, жорстко за ним закріплена. Роздрукувавши креслення на малому чи на великому листі паперу, завжди одержують лінію однієї і тієї ж товщини. Це властивість векторної графіки широко використовується в картографії, у конструкторських системах автоматизованого проектування (САПР) і в автоматизованих системах архітектурного проектування.

Одержавши на екрані зображення будинку, ми можемо його збільшити і докладно розглянути зображення квартири. При подальшому збільшенні можна докладно розглянути спосіб кріплення дверної коробки, дверної петлі, і далі збільшувати зображення доти, поки шурупи, якими кріпляться дверні петлі, не займуть повний екран. Якби була необхідність, зображення можна було б збільшувати і далі.


Поняття про фрактальна графіку.

Фрактальна графіка, як і векторна — обчислювальна, але відрізняється від її тим, що ніякі об'єкти в пам'яті комп'ютера не зберігаються. Зображення будується по рівнянню (чи по системі рівнянь), тому нічого, крім формули, зберігати не треба. Змінивши коефіцієнти в рівнянні, можна одержати зовсім іншу картину.

1. Найпростішим фрактальним об'єктом є фрактальний трикутник. Побудуйте звичайний рівносторонній трикутник зі стороною а. Розділите кожну з його сторін на три і на середньому відрізку сторони побудуйте рівносторонній трикутник зі стороною, рівної 1/3 сторони вихідного трикутника, а на інших відрізках побудуйте рівносторонні трикутники зі стороною, рівної 1/9 від а. З отриманими трикутниками повторите ті ж операції. Незабаром буде видно, що трикутники наступних поколінь успадковують властивості своїх батьківських структур. Так народжується фрактальна фігура.

2. Процес спадкування можна продовжувати до нескінченності. Взявши такий нескінченний фрактальний об'єкт і розглядаючи його в лупу чи мікроскоп, можна знайти в ньому все нові і нові деталі, що повторюють властивості вихідної структури.

3. Фрактальними властивостями володіють багато об'єктів живої і неживої природи. Звичайна сніжинка, багаторазово збільшена, виявляється фрактальним об'єктом. Фрактальні алгоритми є основою росту кристалів та рослин. Якщо розглянути гілку папороті, то можна побачити, що кожна дочірня гілка багато в чому повторює властивості гілки більш високого рівня.

4. В окремих гілках дерев чисто математичними методами можна простежити властивості всього дерева. А якщо гілку поставити у воду, те незабаром можна одержати саджанець, що згодом розів'ється в повноцінне дерево (це легко вдається зробити з гілкою тополі, смородини, верби).

5. Здатність фрактальної графіки моделювати образи живої природи обчислювальним шляхом часто використовують для автоматичної генерації незвичайних ілюстрацій.

Основні поняття комп'ютерної графіки.

Роздільна здатність зображення і його розмір.

У комп'ютерній графіці з поняттям роздільної здатності звичайно відбувається більше всього плутанини, оскільки потрібно мати справа відразу з декількома властивостями різних об'єктів. Варто чітко розрізняти; роздільну здатність екрана, роздільну здатність пристрою друку і роздільну здатність зображення. Усі ці поняття відносяться до різних об'єктів. Один з одним ці види роздільних здатностей ніяк не пов'язані, поки непотрібно довідатися, який фізичний розмір буде мати картинка на екрані монітора, при друці на папері чи у файлі на твердому диску.

Роздільна здатність екрана — це властивість комп'ютерної системи (залежить від монітора і відеокарти) і операційної системи (залежить від настроювань Windows). Роздільна здатність екрана вимірюється у пікселях і визначає розмір зображення, що може поміститися на екрані цілком.

Роздільна здатність принтера — це властивість принтера, що виражає кількість окремих крапок, що можуть бути надруковані на ділянці одиничної довжини. Воно виміряється в одиницях dpi (крапки на дюйм) і визначає розмір зображення при заданій якості, чи навпаки, якість зображення при заданому розмірі.

Роздільна здатність зображення — це властивість самого зображення. Воно теж виміряється в крапках на дюйм і задається при створенні зображення в графічному редакторі чи за допомогою сканера. Значення роздільної здатності зображення зберігається у файлі зображення і нерозривно зв'язано з іншою властивістю зображення — його фізичним розміром.

Фізичний розмір зображення може вимірятися як у пікселях, так і в одиницях довжини (міліметрах, сантиметрах, дюймах). Він задається при створенні зображення і зберігається разом з файлом.

Якщо зображення готують для демонстрації на екрані, то його ширину і висоту задають у пікселях, щоб знати, яку частину екрана воно займає.

Якщо зображення готують для друку, то його розмір задають і одиницях довжини, щоб знати, яку частину листа паперу воно займе. Неважко перерахувати розмір зображення з пікселів в одиниці довжини чи навпаки, якщо відома роздільна здатність зображення.


Зв'язок між лінійним розміром ілюстрації і розміром файлу при різних дозволах відбитка.

Розмір відбитка


75dpi


150 dpi


300 dpi


600 dpi


10х15 см (фотознімок)


380 Кбайт


1,5 Мбайт


6 Мбайт


24 Мбайт


25х30 см (обкладинка журналу)


1,9 Мбайт


7.5 Мбайт


30 Мбайт


120 Мбайт


50х30 см (розворот журналу)


3,8 Мбайт


15 Мбайт


60 Мбайт


240 Мбайт


Для роботи з растровою графікою комп'ютер вибирають, виходячи з поставлених задач. Для звичайного домашнього заняття цифровою фотографією необхідний комп'ютер, що має оперативну пам'ять порядку 32 Мбайт і процесор із продуктивністю від 133 Мгц і вище. Для підготовки рекламних ілюстрацій необхідний комп'ютер з оперативною пам'яттю до 128 Мбайт і процесором від 233 Мгц і вище. Для підготовки повнокольорових журнальних смуг потрібні спеціальні комп'ютери, що іноді називають графічними робочими станціями.
Зв'язок між розміром ілюстрації (у пікселях) і розміром відбитка (у мм) при різних роздільних здатностях відбитку.

Розмір ілюстрації


75 dpi


150 dpi


300dpi


600 dpi


640х480


212х163


108х81


55х40


28х20


800х600


271х203


136х102


68х51


34х26


1024х768


344х260


173х130


88х66


44х33


1152х864


390х293


195х146


98х73


49х37


1600х1200


542х406


271х203


136х102


68х51


На практиці високоякісний друк повнокольорового зображення забезпечується при дозволі файлу 200-300 dpi, При друці зображення, що займає повний екран дуже великого монітора, утвориться відбиток розміром усього лише з невелику фотографію.
Кольорові роздільні здатності та кольорові моделі.

При роботі з кольором використовуються поняття кольорової роздільної здатності (це ще називають глибиною кольору) і кольоровою моделлю. Кольорова роздільна здатність визначає метод кодування кольорової інформації, і від нього залежить те, скільки кольорів на екрані може відображатися одночасно. Для кодування двоколірного (чорно-білого) зображення досить виділити по одному біту на представлення кольору кожного пікселя. Виділення одного байта дозволяє закодувати 256 різних кольорових відтінків. Два байти (16 бітів) дозволяють визначити 65536 різних квітів. Цей режим називається High Color. Якщо для кодування кольору використовуються три байти (24 біта), можливо одночасне відображення 16,5 млн кольорів. Цей режим називається True Color.

Кольору в природі рідко є простими. Більшість кольорових відтінків утворюються змішанням основних кольорів. Спосіб поділу кольорового відтінку на складові компоненти називається кольоровою моделлю. Існує багато різних типів кольорових моделей, але в комп'ютерній графіці, як правило, застосовується не більш трьох. Ці моделі відомі під назвами: RGB, CMYK і HSB.
Кольорова модель RGB.

Найбільш проста для розуміння й очевидна модель RGB. У цій моделі працюють монітори і побутові телевізори. Вважається, що будь-який колір складається з трьох основних компонентів: червоного (Red), зеленого (Green) і синього (Blue). Ці кольори називаються основними. Вважається також, що при накладенні одного компонента на інший яскравість сумарного кольору збільшується. Сполучення трьох компонентів дає нейтральний колір (сірий), що при великій яскравості прагне до білого кольору.

Це відповідає тому, що ми спостерігаємо на екрані монітора, тому дану модель застосовують завжди, коли готується зображення, призначене для відтворення на екрані. Якщо зображення проходить комп'ютерну обробку в графічному редакторі, то його теж варто представити в цій моделі. У графічних редакторах маються засоби для перетворення зображень з однієї колірної моделі в іншу.

Метод одержання нового відтінку сумуванням яскравостей складових компонентів називають адитивним методом. Він застосовується усюди, де кольорове зображення розглядається у минаючому (прохідному) світлі («на просвіт»): у моніторах, слайдах-проекторах і т.п.

Неважко здогадатися, що чим менше яскравість, тим темніше відтінок. Тому в адитивній моделі центральна крапка, що має нульові значення компонентів (0, 0, 0), має чорний колір (відсутність світіння екрана монітора). Білому кольору відповідають максимальні значення складових (255, 255, 255).

Модель RGB є адитивною, а її компоненти; червоний, зелений і синій —називають основними кольорами.


Кольорова модель CMYK.

Цю модель використовують для підготовки не екранних, а друкованих зображень. Вони відрізняються тим, що їх бачать не в прохідному, а у відбитому світлі. Чим більше фарби покладено на папір, тим більше світла вона поглинає і менше відбиває. Суміщення трьох основних фарб поглинає майже все падаюче світло, і з боку зображення виглядає майже чорним. На відміну від моделі RGB збільшення кількості фарби приводить не до збільшення візуальної яскравості, а навпаки, до її зменшення. Тому для підготовки друкованих зображень використовується не адитивна (сумуюча) модель, а субтрактивна (віднімаюча) модель. Кольоровими компонентами цієї моделі є не основні кольори, а ті, котрі виходять у результаті віднімання основних кольорів з білого:

БЛАКИТНИЙ (Cyan) = БІЛИЙ – ЧЕРВОНИЙ = ЗЕЛЕНИЙ + СИНІЙ

ПУРПУРНИЙ (Magenta) = БІЛИЙ – ЗЕЛЕНИЙ = ЧЕРВОНИЙ + СИНІЙ

ЖОВТИЙ (Yellow) = БЕЛЫЙ – СИНИЙ = ЧЕРВОНИЙ + ЗЕЛЕНИЙ

Ці три кольори називаються додатковими, тому що вони доповнюють основні кольори до білого. .

Істотні труднощі в поліграфії представляє чорний колір. Теоретично його можна одержати сполученням трьох основних чи додаткових кольорів, але на практиці результат виявляється невірним. Тому в колірну модель CMYK додано четвертий компонент — чорний. Йому ця система зобов'язана літерою К у назві (blacK).
Відділення кольору.

У типографіях кольорові зображення друкують у кілька прийомів. Накладаючи на папір по черзі блакитний, пурпурний, жовтий та чорний друк, отримують повнокольорове, отже готове зображення, зображення отримане на комп'ютері, перед друком розділяють на чотири складових однокольорових зображення. Цей процес називається відділенням кольору. Сучасні графічні редактори мають засоби для виконання цієї операції.

На відміну від моделі RGB, центральна крапка має білий колір (відсутність барвників на білому папері). До трьох колірних координат додана четверта — інтенсивність чорної фарби. Вісь чорного кольору виглядає відособленої, але в цьому є зміст: при додаванні кольорових складових з чорним кольором усе рівно вийде чорний колір.

Додавання кольорів у моделі CMYK кожний може перевірити, взявши в руки блакитний, рожевий і жовтий олівці або фломастери. Суміш блакитного і жовтого на папері дає зелений колір, рожевого з жовтим — червоний і т,д. При змішанні всіх трьох кольорів виходить невизначений темний колір, Тому в цій моделі чорний колір і знадобився додатково.

Кольорова модель HSB.

Деякі графічні редактори дозволяють працювати з кольоровою моделлю HSB. Якщо модель RGB найбільш зручна для комп'ютера, а модель CMYK — для друкарень, то модель HSB найбільш зручна для людини. Вона проста й інтуїтивно зрозуміла.

У моделі HSB теж три компоненти: відтінок кольору (Hue), насиченість кольору (Saturation) і яскравість кольору (Brightness). Регулюючи ці три компоненти, можна одержати настільки ж багато довільних відтінків, як і при роботі з іншими моделями.

Кольорова модель HSB зручна для застосування в тих графічних редакторах, що орієнтовані не на обробку готових зображень, а на їхнє створення власними руками. Існують такі програми, що дозволяють імітувати різні інструменти художника (кисті, пера, фломастери, олівці), матеріали фарб (акварель, гуаш, олія, туш, вугілля, пастель) і матеріали полотнини (полотно, картон, папір для малювання та ін.). Створюючи власний художній твір, зручно працювати в моделі HSB, а по закінченні роботи його можна перетворити в модель RGB чи CMYK, у залежності від того, чи буде воно використовуватися як екранна чи друкована ілюстрація.

Значення кольору вибирається як вектор, що виходить з центра кола. Крапка в центрі відповідає білому (нейтральному) кольору, а крапки по периметру — чистим кольорам. Напрямок вектора визначає кольоровий відтінок і задається в моделі HSB в кутових градусах. Довжина вектора визначає насиченість кольору. Яскравість кольору задають на окремій вісі, нульова крапка якого має чорний колір.
Перетворення між моделями.

Графічні редактори дозволяють працювати з кольоровим зображенням у різних кольорових моделях, але все-таки модель RGB для комп'ютера «ближче». Це зв'язано з методом кодування кольору байтами. Тому створювати й обробляти кольорові зображення прийнято в моделі RGB, а при виконанні відокремлення кольорів малюнок перетворюють у модель CMYK. При друці малюнка RGB на кольоровому чотирьохкольоровому принтері драйвер принтера також перетворює малюнок у кольорову модель CMYK.

Багато графічних редакторів можуть перетворювати зображення з однієї кольорової моделі в іншу. На малюнках видно, що при цьому змінюється розкладання на складові кольори.




Кольорова палітра.

Кольорова палітра — це таблиця даних, у якій зберігається інформація про те, яким кодом закодований той чи інший колір. Ця таблиця створюється і зберігається разом із графічним файлом.

Самий зручний для комп'ютера спосіб кодування кольору — 24-розрядний, True Color. У цьому режимі на кодування кожної складової кольору R (червоної), G (зеленої) і В (синьої) приділяється по одному байті (8 битов). Яскравість кожної складової виражається числом від 0 до 255, і будь-який колір з 16,5 мільйонів комп'ютер може відтворити по трьох кодах. У цьому випадку кольорова палітра не потрібна, оскільки в трьох байтах і так досить інформації про колір конкретного пікселя.


Індексна палітра.

Істотно складніше обстоїть справа, коли зображення має тільки 256 кольорів, які відокремлюються одним байтом. У цьому випадку кожен колірний відтінок представлени одним числом, причому це число виражає не колір пікселя, а індекс кольору (його номер). Сам же колір розшукується по цьому номері в супровідній кольоровій палітрі, прикладеної до файлу. Такі кольорові палітри ще називають індексними палітрами. Різні зображення можуть мати різні кольорові палітри. Наприклад, в одному зображенні зелений колір може кодуватися індексом 64, а в іншому зображенні цей індекс може бути відданий рожевому кольору. Якщо відтворити зображення з «чужою» кольоровою палітрою, то зелена ялинка на екрані може виявитися рожевою.


Фіксована палітра.

У тих випадках, коли колір зображення закодований двома байтами (режим High Color), на екрані можливе зображення 65 тисяч кольорів. Зрозуміло, ці не всі можливі кольори, а лише одна двісті п'ятдесят шоста частка загального безупинного спектра фарб, доступного в режимі True Color. У такому зображенні кожен двубайтний код теж виражає якийсь колір із загального спектра. Але в даному випадку не можна прикласти до файлу індексну палітру, у якій було б записано який код якому кольору відповідає, оскільки в цій таблиці було б 65 тисяч записів, і її розмір склав би сотні тисяч байтів. Навряд чи потрібно прикладати до файлу таблицю, що може бути по розмірі більше самого файлу. У цьому випадку використовують поняття фіксованої палітри. Її не треба прикладати до файлу, оскільки в будь-якому графічному файлі, що має шістнадцятирозрядне кодування кольору, той самий код завжди виражає той самий колір.


«Безпечна» палітра.

Термін безпечна палітра використовують у Web-графіці. Оскільки швидкість передачі даних в Інтернету поки залишає бажати кращого, для оформлення Web-сторінок не застосовують графіку, що має кодування кольору вище 8-розрядного.

При цьому виникає проблема, зв'язана з тим, що творець Web-сторінки не має й найменшого поняття про те, на якій моделі комп'ютера і під керуванням яких програм буде проглядатися його здобуток. Він не упевнений, чи не перетвориться його «зелена ялинка» у червону чи жовтогарячу на екранах користувачів.

У зв'язку з цим було прийнято наступне рішення. Усі найбільш популярні програми для перегляду Web-сторінок (броузери) заздалегідь налаштовані на деяку одну фіксовану палітру. Якщо розробник Web-сторінки при створенні ілюстрацій буде застосовувати тільки цю палітру, то він може бути упевнений, що користувачі усього світу побачать малюнок правильно.

У цій палітрі не 256 кольорів, як можна було б припустити, а лише 216. Це зв'язано з тим, що в Інтернеті працюють люди з різними комп'ютерами, а не тільки з IBM PC, і не всі комп’ютери можуть відтворювати 256 кольорів.

Така фіксована палітра, що жорстко визначає індекси для кодування 216 кольорів, називається безпечною палітрою.


Закріплення пройденого.

1. Основними видами комп'ютерної графіки є: растрова, векторна і фрактальна графіка.

2. Найменший елемент растрової графіки — крапка (на папері) чи піксель (на екрані). У файлі зображення зберігаються дані про координати і кольори кожної крапки зображення.

3. Найменшим елементом векторної графіки є лінія (вектор). Векторна графіка объектно-орієнтована. З найпростіших об'єктів створюють більш складні, котрі потім використовують як елементи ще більш складних об'єктів, і т- д.

4. Фрактальна графіка обчислювальна. Зображення будується по формулі. У пам'яті комп'ютера зберігається не зображення, а тільки формула, за допомогою якої можна одержати нескінченну кількість різних зображень.

5. Основними недоліками растрової графіки є великі розміри файлів і неможливість маштабування зображень (збільшення/зменшення) без зміни даних. Векторна графіка вільна від цих недоліків, але її слабким місцем є складність створення художніх ілюстрацій; тому засоби векторної графіки застосовують для оформлювальних і креслярських робіт.

6. Основними параметрами комп'ютерного зображення є його фізичний розмір та роздільна здатність. Від них залежать екранні розміри зображення і розміри відбитка на папері, а також якість зображення. Зображення, що мають більш високу роздільну здатність, залишають більший діапазон для керування іншими параметрами без помітного зниження якості, але вимагають збільшених витрат ресурсів комп'ютера.

7. Основними поняттями, пов’язаними з кольором, є кольорова роздільна здатність (глибина кольору) та кольорова модель. Кольорова роздільна здатність визначає максимальну кількість кольорів, що можуть бути відтворені одночасно. Вона залежить від кількості байтів, які використані на кодування кольору. Основні режими: 8-розрядний (256 квітів), 16-розрядний (65 тис. кольорів. High Color) та 24-розрядний (16,5 млн кольорів, True Color).

8. До зображень, що мають 256 кольорів, додається спеціальна таблиця, називана індексною кольоровою палітрою. У ній записані дані про те, якому індексу кольору (з 256) який реальний колір відповідає.

9. Якщо зображення створене в стандартній палітрі, то палітра може бути фіксованої і не прикладатися. Характерний приклад фіксованої палітри — 216-кольорова палітра, прийнята для Web-сторінок Інтернету. Така палітра називається безпечною палітрою. Термін «безпечна» зв'язаний з тим, що ілюстрації, створені в такій палітрі, можуть відтворюватися без перекручувань кольору на будь-якій моделі комп'ютера, підключеного до Мережі.

10. Кольорова модель визначає спосіб поділу складних кольорових відтінків на складові компоненти. Теоретично для визначення кольору досить задати яскравості трьох компонентів.

11. В У Моделі RGB як компоненти застосовують основні кольори: червоний, зелений і синій. У моделі CMYK як елементарні компоненти застосовують додаткові кольори: блакитний, пурпурний, жовтий. Додатково до них окремо розглядають чорний компонент (теоретично він не потрібний, але зручний для поліграфії). У колірній моделі HSB як компоненти розглядають колірний тон, яскравість і насиченість тону.

12. Операція розкладання кольорового зображення на три чи чотири зображення, що відповідають застосовуваним кольоровим компонентам, називається квітовідділенням.

13. Кольорова модель RGB відповідає перегляду ілюстрації у минаючому (прохідному) світлі і є адитивною (яскравості компонентів сумуються і при максимальних значеннях дають білий колір).

14. Кольорова модель CMYK відповідає перегляду ілюстрацій у відбитому світлі і є субтрактивною (яскравості компонентів віднімаються з білого кольору і при максимальних значеннях дають чорний колір).

15. Кольорова модель HSB найбільше відповідає повсякденному уявленню про керування кольором.


Контрольні питання.

1. Які види комп'ютерної графіки ви знаєте?

2. Який вид комп'ютерної графіки варто застосувати для розробки емблеми підприємства, якщо заздалегідь відомо, що розмір емблеми може бути як малим (на бланках підприємства), так і великим (на рекламних чи плакатах на футболках і інших сувенірних виробах)?

3. Який вид комп'ютерної графіки варто застосувати для обробки кольорової фотографії, призначеної для рекламного буклету?

4. У яких одиницях вимірюють розміри екранних зображень і друкованих зображень?

5. У яких одиницях вимірюють: роздільну здатність екрана, роздільну здатність принтера, роздільну здатність зображення?

6. Назвіть найменший елемент растрового зображення.

7. Назвіть найменший елемент векторного зображення.

8. Чому кольорову модель RGB називають адитивною?

9. Чому кольорову модель CMYK називають субтрактивною?

10. Як задається колір пікселя в режимі True Color? Скільки байтів оперативної пам'яті для цього потрібно?

11. Якщо зображення має тільки 256 кольорів, то невідомо, які саме кольори з 16,5 мільйонів можливих у ньому використані. Що повинно бути у файлі зображення, щоб комп'ютерні програми могли чітко відобразити кожний з 256 кольорів?

12. Які основні кольори ви знаєте? Який колір дає сума основних кольорів в адитивній моделі?

13. Які додаткові кольори ви знаєте? Який колір дає сума додаткових кольорів у субтрактивній моделі? Який колір дасть їх сума в адитивній моделі?

Вказівка: при розгляді субтрактивної моделі вважайте, що кольорові плями наносяться на папір і перекривають одна іншу. При розгляді адитивної моделі вважайте, що це промені кольорових прожекторів, що світять у те саме місце.
Засобу роботи з растровою графікою.
Програми, призначені для роботи з растровими зображеннями, називають растровими графічними редакторами. За допомогою цих програм створюють зображення, виконують їх ретуш і монтаж художніх композицій. Робота з редактором растрової графіки — один із самих цікавих видів робіт на персональному комп'ютері
Класи програм для роботи з растровою графікою.

Засоби створення зображень.

Існує безліч програм, призначених для роботи з растровою графікою. Ряд графічних редакторів, наприклад Painter і Fauve Matisse, орієнтований безпосередньо на процес малювання. У них акцент зроблений на використання зручних інструментів малювання, на створення нових художніх інструментів і матеріалів. До найпростіших програм цього класу відноситься також графічний редактор Paint, що входить до складу операційної системи Windows.
Засобу обробки зображень.

Інший клас растрових графічних редакторів призначений не для створення зображень «з нуля», а для обробки готових малюнків з метою поліпшення їхньої якості і реалізації творчих ідей. До таких програм, зокрема, відносяться Adobe Photoshop, Photostyler, Picture Publisher та інші.

Вихідний матеріал для обробки на комп'ютері може бути отриманий різними шляхами: скануванням кольорової ілюстрації, завантаженням зображення, створеного в іншому редакторі, чи введенням зображення від цифрової фото- чи відеокамери. При створенні художніх композицій окремі фрагменти часто “позичають” з бібліотек зображень - клипартів, розповсюджуваних на компакт-дисках. Основа майбутнього малюнка, чи його окремі елементи, можуть бути створені й у векторному графічному редакторі, після чого їх експортують у растровому форматі.

Останнім часом деякі пункти, що виконують проявлення кольорової фотоплівки та друк відбитків, ввели нову послугу – запис на прохання клієнта фотознімків на лазерні компакт-диски, так називані фото-CD. Ця технологія, розроблена компанією Kodak, дозволяє використовувати звичайні фотоапарати для одержання електронних зображень, придатних для опрацювання в графічному редакторі та наступному друці на кольоровому принтері.

Для роботи з зображеннями, отриманими на фото-CD чи прийнятими від цифрової фотокамери, у операційній системі Windows є зручний додаток Picture It. Воно призначено для обробки зображень (регулювання яскравості і контрастності, художня ретуш, усунення ефекту «червоного ока») і їхньої каталогізації. Програма входить до складу пакета 98 Plus!, що розширює можливості операційної системи.
Засоби каталогізації зображень.

Особливий клас програм для роботи з растровими зображеннями представляють програми-каталогізатори. Вони дозволяють переглядати графічні файли безлічі різних форматів, створювати на твердому диску зручні альбоми, переміщати і перейменовувати файли, документувати і коментувати ілюстрації. Дуже зручною програмою цього класу вважається програма ACDSee32. У системі Windows 95 для цих цілей служить стандартна програма “Перегляд малюнків”. У систему Windows 98 у якості стандартної введена її більш могутня версія — Imaging.


Формати файлів растрової графіки.

Файли растрових зображень відрізняються розмаїттям форматів (кілька десятків). У кожного формату є свої позитивні якості, що визначають доцільність його використання при роботі з тими чи іншими додатками.

Для операційної системи Windows 9x найбільш характерним є формат Windows Bitmap. Файли цього формату мають розширення .BMP. Даний формат відрізняється універсальністю і де-факто є стандартним для додатків Windows. Якщо графічна програма призначена для роботи в системі Windows 9x, вона не може не мати можливості експортувати чи імпортувати файли цього формату. Характерним недоліком формату Windows Bitmap є великий розмір файлів через відсутність стиску зображення.

Останнім часом з'явилися різновиди формату .BMP, які володіють властивістю стиску інформації, але ці формати підтримуються не всіма додатками Windows.

Для Web-документів, що циркулюють у мережі Інтернет, дуже важливий розмір файлів, оскільки від нього залежить швидкість доступу до інформації. Тому при підготовці Web-сторінок використовують два види графічних форматів, що забезпечують найбільш щільний стиск.

Для збереження багатобарвних нерегулярних зображень (фотографій) використовують формат JPEG, файли якого мають розширення JPG. Цей формат відрізняється тим, що забезпечує збереження даних з величезним ступенем стиску, але за рахунок утрати частини інформації. Якщо файл був записаний у форматі .JPG, то після розпакування отриманий файл може не відповідати вихідному, хоча на таких ілюстраціях, як кольорові фотографії, це малопомітно. Величиною втрати інформації можна керувати при збереженні файлу. Якщо мова йде про відтворення ілюстрації на екрані (але не на папері), на якості фотографій втрата до 90% інформації позначається незначно.

Крім формату JPEG, в Інтернеті використовують формат GIF. Це самий «щільний» із графічних форматів, що не мають втрати інформації. Файли цього формату мають розширення .GIF У цьому форматі зберігаються і передаються молокольорові зображення, наприклад мальовані ілюстрації (чим менше кольорів має зображення, тим гірше ефект від застосування формату .JPEG. Найгірші результати формат JPEG показує на двокольорових чорно-білих зображеннях.). У формату GIF є дуже цікаві особливості, що дозволяють створювати незвичайні ефекти: прозорість тіла й анімацію зображення.

Всі передові растрові графічні редактори здатні завантажувати та зберігати зображення в основних графічних форматах. Таким чином, з їхньою допомогою можна перетворювати зображення з одного формату в іншій.

Особливі вимоги до якості зображень пред'являються у поліграфії. У цій області застосовується спеціальний формат TIFF. Файли цього формату мають розширення .TIF. Вони забезпечують не тільки непоганий ступінь стиску, але і можливість зберігати в одному файлі додаткову інформацію в невидимих допоміжних шарах — каналах. Так, у стандартній програмі Imaging, що входить до складу Windows 98, найбільш цікаві можливості по накладенню анотацій і приміток на малюнок реалізуються тільки при роботі з зображеннями, що мають формат TIFF. В інших перерахованих форматах не можна створити шар для збереження інформації, що не відноситься безпосередньо до зображення.
Графічний редактор Adobe Photoshop.

У великому класі растрових графічних редакторів особливою популярністю користається програма Photoshop компанії Adobe. Ми розглянемо прийоми роботи з растровими графічними редакторами на прикладі російськомовної версії програми Adobe

Photoshop 4.0- '• "• "

Інтерфейс програми

Основні елементи керування програми зосереджені в рядку меню і панелі інструментів. Крім цього в програмах компанії Adobe використовуються особливі діалогові вікна — інструментальні палітри- Їхньої функції ми розглянемо нижче.

Завантаження й імпорт файлів

Оскільки графічний редактор Photoshop призначений у першу чергу не для створення, а для обробки ілюстрацій, роботу з ним звичайно починають із завантаження (командою Файл ^ Відкрити) чи імпорту готового зображення.

Імпортом називають уведення зображення, отриманого сканером, цифровою чи фотокамерою іншим пристроєм уведення. Для імпорту призначена команда Файл > Імпортувати. Зв'язок графічного редактора з зовнішніми пристроями забезпечується завдяки стандарту TWAIN, якому повинні відповідати джерела зображень. .

Одержання інформації про файл

Для більшості операцій із графічними зображеннями дуже важливо знати основні параметри зображення. Їх можна визначити в діалоговому вікні Розмір зображення, що відкривають командою Зображення > Розмір зображення. У цьому вікні приведені такі параметри, як Ширина і Висота (у пикселах) і Розмір друкованого відбитка (у сантиметрах). Екранні розміри зв'язані з фізичними розмірами параметром Дозвіл. Від усіх цих параметрів залежить розмір файлу.



Елементи керування цього діалогового вікна дозволяють керувати розміром зображення. при печатці укладалося в задану область, можна змінити його дозвіл


Інструменти редактора Adobe Photoshop

Панель інструментів є основним (хоча і не єдиним) засобом для роботи з зображеннями- Основні інструменти об'єднані в чотирьох групах значків на панелі інструментів.

Особливістю панелі інструментів програми Photoshop є наявність альтернативних інструментів. Значки таких інструментів мають спеціальну мітку у виді маленького трикутника. Затримаєте покажчик на такому значку при натиснутій кнопці миші, і відкриється лінійка з додатковими інструментами.

1. Першу групу значків складають інструменти для роботи з об'єктами. За допомогою інструментів Область і Ласо можна виділяти області зображення, а за допомогою інструмента Переміщення — пересувати виділені області і копіювати їх. Інструмент Чарівна паличка служить для автоматичного виділення області по ознаці колірного подоб-чарівну паличку і Ласо застосовують для виконання операцій об/виправлення ~ точного обведення складних контурів графічних об'єктів.

2. Група інструментів, призначених для малювання, включає такі традиційні інструменти як Аэрограф, Кисть, Олівець і Ластик. Інструмент Штамп застосовують для операції набивання, за допомогою якої зручно відновлювати ушкоджені елементи малюнка (наприклад, старої фотографії), копіюючи невеликі частини зображення з неушкоджених ділянок- Інструмент Палець імітує зрушення сирої фарби і використовується для операції размывка. Інструменти з альтернативним вибором Размытие/Різкість дозволяють керувати різкістю окремих ділянок, а інструменти групи Освет-литель/Затеглнитель/Губка служать для місцевого регулювання яскравості і колірної насиченості. Губка імітує операцію відмивання.

3. Інструменти третьої групи призначені для створення нових об'єктів, у тому числі і текстових. Перо і його альтернативні інструменти призначені для створення і редагування плавних криволінійних контурів. Інструментом Текст виконують напису. При цьому використовуються шрифти, встановлені в системі Windows. Інструмент Лінія призначена

'для малювання відрізків прямих. Інструменти Заливання і Гра-' диент служать для заливання виділених ділянок одним з основних чи квітів із плавним переходом між квітами. Точно L

| : вибрати колір з числа уже використовуваних дозволяє інструмент

Г ^Піпетка (завдання кольору за зразком).'-

; 4^ Останню групу складають інструменти керування про-| оглядом. Інструмент Масштаб дозволяє працювати з повели— 1 ' ченными фрагментами малюнка, а інструмент Рука використовують для переміщення малюнка, що виходить за межі вікна про


Монтаж зображень (складання композицій)

Кінцевою метою процесу редагування Часто є не просте виконання корекції й усунення дефектів, а створення нової художньої композиції. Для цього фрагменти різних малюнків потрібно розташувати відповідно до творчого задуму. До малюнка можна додати елементи, підготовлені у векторних чи редакторах оброблені спеціальними фильт-рами-

1. Після завершення роботи з обтравки фрагментів, приступають

до їхнього компонування. На першому етапі роботи потрібний файл, що буде використовуватися як задній план. Треба завантажити готовий чи файл створити новий.

2. Файли, що містять окремі фрагменти, завантажують у Photo-shop. Виділені фрагменти переносять з одного файлу в іншій через буфер обміну командами Редагування ^ Скопіювати і Редагування > Уклеїти, 'у^.

3. Хоча растрові зображення і не є окремими об'єктами в повному змісті цього слова, можливість їхнього монтажу все-таки мається. Для цього служать шари. Операції зі сдоями виконують за допомогою палітри Шари (викликається командою Вікно > Показати Шари). Новий файл поки що має єдиний-,,. ный шар, що називається Задній план.

г __

Ї-4. При виконанні команди Вклеїти в зображенні утвориться • новий шар з копируемым елементом. Новий шар прозорий:



скопійований елемент можна пересувати інструментом Переміщення, при цьому цілком зберігається зображення заднього плану.

5. Кожна команда Вклеїти утворить новий шар. Вибір активного шару виконують щигликом на його значку в палітрі Шари. Ця робота схожа на створення мультфільму, коли на прозорих плівках малюють зображення персонажів, а знизу підкладають непрозорий фоновий малюнок.



6. Зображення, що складається з різних шарів, може бути Збережене в спеціальному графічному форматі Adobe Photoshop. Такі файли мають розширення .PSD.

Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©wishenko.org 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка