Системы компьютерной графики

Системы компьютерной графики — это отдельные программы и аппаратно-программные комплексы, создающие и обрабатывающие различные изображения на экране монитора. Как уже было сказано, все изображения, создаваемые с помощью компьютеров, можно разделить на два класса — растровые и векторные.

В растровой графике изображение какого-либо графического объекта описывается конкретным расположением и цветом точек (пикселей), привязанных к сетке, т.е. оно создается, как в мозаике. Чем больше точек и чем они мельче, тем визуально качественнее изображение (и больше размер файла). Одна и та же картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в соответствии с разрешением, т.е. количеством точек на единицу длины. Разрешение обычно измеряется в точках на дюйм — dpi или в пикселях на дюйм — ppi.

При редактировании растровых графических объектов изменяется цвет пикселей, а не форма линий. Вывод растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.

Кроме того, качество характеризуется еще и количеством цветов и оттенков, которые может принимать каждая точка изображения. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображение, тем большее количество двоичных разрядов потребуется для описания каждого пикселя.

Растровое представление обычно используют для изображений фотографического типа с большим количеством деталей или оттенков. К сожалению, масштабирование таких картинок в любую сторону обычно ухудшает качество. При уменьшении количества точек теряются мелкие детали и деформируются надписи (правда, это может быть не так заметно при уменьшении визуальных размеров самой картинки — т.е. сохранении разрешения). Добавление пикселей приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, так как новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами.

В настоящее время распространены следующие форматы растровой графики.bmp,.pcx,.gif,.tif, jpg,.png и др.

В векторной графике изображения описываются с помощью кривых линий, называемых векторами (каждая кривая аппроксимируется многочленом третьего порядка, т.е. массивом коэффициентов — многомерным вектором), а также параметров, описывающих их цвета и расположение. Например, изображение какой-либо фигуры на экране описывается точками, через которые проходит линия контура фигуры. Цвет фигуры задается цветом контура и цветом области внутри этого контура.

При редактировании элементов векторной графики можно изменять параметры линий, описывающих форму графических объектов, можно переносить их, менять размер, форму (это делается математическими преобразованиями), цвет, но это не отразится на качестве их визуального представления. Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана в разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества.

Очевидно, описание простых векторных графических объектов занимает значительно меньше места, чем растровых. Еще одно преимущество — качественное масштабирование в любую сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. Но векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий). Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а уравнением линии (математической формулой) или совокупностью графических примитивов, каждый из которых является формулой. Это приводит к увеличению файлов.

Таким образом, выбор растрового или векторного формата зависит от целей и задач работы с изображением. Если нужна фотографическая точность цветопередачи, то предпочтительнее растр. Логотипы, схемы, элементы оформления удобнее представлять в векторном формате. Понятно, что и в растровом и в векторном представлении графика (как и текст) выводятся на экран монитора или печатное устройство в виде совокупности точек. В Интернете графика представляется в одном из растровых форматов, понимаемых браузерами без установки дополнительных модулей — GIF, JPG, PNG.

Из-за описанных выше особенностей представления изображения, для каждого типа приходится использовать отдельный графический редактор — растровый или векторный. Разумеется, у них есть общие черты — возможность открывать и сохранять файлы в различных форматах, использование инструментов с одинаковыми названиями (карандаш, перо и т.д.) или функциями (выделение, перемещение, масштабирование и т.д.), выбирать нужный цвет или оттенок. Однако принципы реализации процессов рисования и редактирования различны и обусловлены природой соответствующего формата. Так, если в растровых редакторах говорят о выделении объекта, то имеют в виду совокупность точек в виде области сложной формы. Процесс выделения очень часто является трудоемкой и кропотливой работой. При перемещении такого выделения появляется «дырка». В векторном же редакторе объект представляет совокупность графических примитивов, и для его выделения достаточно выбрать мышкой каждый из них. А если эти примитивы были сгруппированы соответствующей командой, то достаточно «щелкнуть» один раз в любой из точек сгруппированного объекта. Перемещение выделенного объекта обнажает нижележащие элементы.

Существует тенденция к сближению редакторов векторной и растровой графики. Большинство современных векторных редакторов способны использовать растровые картинки в качестве фона, а то и переводить в векторный формат части изображения встроенными средствами (трассировка). Причем обычно имеются средства редактирования загруженного фонового изображения. Кроме того, может осуществляться непосредственный перевод сформированного векторного изображения в растровый формат и дальнейшее использование как нередактируемого растрового элемента. Причем, все это помимо обычно имеющихся конвертеров из векторного формата в растровый с получением соответствующего файла.

Некоторые растровые редакторы способны грузить один из векторных форматов (обычно.wmf) в качестве фона или сразу переводить их в растр с возможностью непосредственного редактирования.

Растровый редактор Paint.

Paint — простейший графический редактор (разработчик Microsoft), предназначенный для создания и редактирования растровых графических изображений в основном формате Windows (BMP) и форматах Интернета (GIF и JPEG). Он приемлем для создания простейших графических иллюстраций, в основном схем, диаграмм и графиков, которые можно встраивать в текстовые документы. В Paint можно создавать рекламу, буклеты, объявления, приглашения, поздравления и др.

Основные возможности Paint:

- Проведение прямых и кривых линий различной толщины и цвета.

- Использование кистей различной формы, ширины и цвета.

- Построение различных фигур — прямоугольников, многоугольников, овалов, эллипсов — закрашенных и незакрашенных.

- Помещение текста на рисунок.

- Использование преобразований — поворотов, отражений, растяжений и наклона.

Начало работы с Paint. Графический редактор Paint встроен в операционную систему Windows. Для запуска его применяется следующий способ: кнопка ПУСК → ПРОГРАММЫ → СТАНДАРТНЫЕ → PAINT Для окончания работы с Paint можно использовать пункты меню ФАЙЛ, и далее ВЫХОД.

Окно графического редактора Paint имеет стандартный вид (рис. 4.30). В меню редактора входят команды ФАЙЛ, ПРАВКА, ВИД, РИСУНОК, ПАЛИТРА.

Рис. 4.30. Стандартный вид редактора Paint

В палитру инструментов входит ряд кнопок: «Выделение произвольной области», «Выделение», «Ластик», «Заливка», «Выбор цветов», «Масштаб», «Карандаш», «Кисть», «Распылитель», «Надпись», «Линия», «Кривая», «Прямоугольник», «Многоугольник», «Эллипс», «Скругленный прямоугольник». В левом нижнем углу расположена Панель цветов. Управлять работой в Paint можно посредством меню и панели инструментов. Существуют команды, вызываемые или только через меню, или только через панель инструментов.

Задание размеров рисунка производится посредством выбора из меню РИСУНОК пункта АТРИБУТЫ и вводом в поля ШИРИНА и ВЫСОТА нужных значений. Таким образом, размеры текущего рисунка изменяются. Следует отметить, что если текущие размеры рисунка превышают новые размеры, то рисунок обрезается по правому и нижнему краю. Если новые размеры больше текущих размеров, то добавленная область получает текущий фоновый цвет. Отменить последнее изменение можно командой ОТМЕНИТЬ в меню ПРАВКА. Также есть возможность выбрать единицы измерения и тип цветовой палитры (цветная или черно-белая).

Создание нового рисунка. Для создания нового рисунка применяют пункты меню ФАЙЛ → СОЗДАТЬ. После этого в рабочей области окна появится белый прямоугольник, на фоне которого и работают. Сохраняется рисунок одним из ранее известных способов: через меню ФАЙЛ или при закрытии окна. Сохранение, как было отмечено раньше, можно произвести в одном из форматов:.bmp,.gif,.jpg.

Панель инструментов. Кратко охарактеризуем набор стандартных инструментов графического редактора Paint (рис. 4.30).

Карандаш — при нажатой левой кнопки мыши за курсором мыши рисуется его след выбранного цвета толщиной 1 пиксел. При отпущенной левой кнопке след не рисуется.

Кисть — действие похоже на карандаш, но можно менять форму кисти — кружок, квадратик, линия и др.

Распылитель — рисование с эффектом распыления краски.

Ластик — для стирания части рисунка. Можно менять размер ластика. Удаленный участок будет закрашен цветом фона.

Заливка — позволит закрасить выбранным цветом внутреннюю часть произвольной замкнутой области. Для этого требуется выполнить щелчок в любой точке внутри области. Если область не является замкнутой, то закрасится вся рабочая область.

Линия — предназначена для рисования прямой линии (отрезка) выбранного цвета и толщины. Концы отрезка — места, где была нажата и отпущена левая кнопка мыши.

Кривая — предназначена для рисования гладких кривых линий, соединяющих заданные точки, выбранного цвета и толщины. Сначала проводят прямую линию, затем при нажатой левой кнопке мыши кривую можно дважды изогнуть в указанных направлениях.

Прямоугольник — используется для рисования закрашенных и незакрашенных прямоугольников и квадратов. Требуется нажать на левую кнопку мыши, перенести курсор в иную точку и отпустить кнопку. Возможные режимы — «только рамка», «рамка и заполнение», «только заполнение».

Многоугольник — рисование многоугольников. Для рисования первой стороны требуется перетащить курсор при нажатой кнопке. Для построения следующих сторон можно щелкать мышкой в вершинах многоугольника.

Эллипс — рисование эллипса, вписанного в намеченный прямоугольник. Можно выбрать режим (см. прямоугольник).

Округленный прямоугольник — рисование прямоугольника с округленными вершинами.

Выбор цвета. Для выбора цвета можно использовать два способа. Во-первых, существует палитра цветов с 28 предлагаемыми цветами (рис. 4.30).

Для выбора цвета линии и закраски следует щелкнуть левой кнопкой мыши над нужным цветом. Для выбора цвета фона щелкают правой кнопкой. Используемые по умолчанию основной и фоновый цвета отображаются в левом нижнем углу окна Paint. Во-вторых, можно выбрать инструмент «Выбор цвета» и щелкнуть им в том месте экрана, который закрашен нужным цветом. Можно также щелкать левой или правой кнопкой мыши.

Процесс рисования. Для того чтобы рисовать, закрашивать, менять цвет, делать надписи, стирать и т.д., в Paint необходимо выбрать нужный инструмент. Для этого используется палитра инструментов. Необходимо щелкнуть на кнопке с нужным инструментом. После этого выбранная кнопка будет находиться в нажатом состоянии. Курсор мыши также изменит свою форму. Перемещение курсора по рабочей области при нажатой левой кнопке мыши приводит к использованию инструмента и изменению рисунка. При отжатой кнопке мыши происходит простое перемещение курсора без изменения рисунка.

Редактирование рисунка. Инструмент «Выделение произвольной области» позволяет выделить фрагмент — произвольную область рисунка, ограниченную построенной линией. Для этого требуется активизировать инструмент, а затем при нажатой левой кнопке нарисовать замкнутую область произвольной формы. Инструмент «выделение» позволяет выделить произвольную прямоугольную область.

Фрагмент рисунка можно переносить на другое место, создавать несколько копий фрагмента или передавать его в другое приложение.

Выделенную область можно перетащить на другое место. Для этого нажимают левую кнопку на области, затем, не отпуская ее, перетаскивают мышь на другое место. Если при этом удерживать нажатой клавишу Ctrl, то будет перенесена копия фрагмента. Выделенную область можно поместить в буфер через меню ПРАВКА → КОПИРОВАТЬ (ВЫРЕЗАТЬ). Над фрагментом рисунка можно производить и другие операции — изменять размеры, растягивать, поворачивать, наклонять и отражать с помощью команд меню РИСУНОК. Вставка в рисунок готовых фрагментов из буфера или из файла ПРАВКА → ВСТАВИТЬ. При этом вставленный фрагмент первоначально располагается в верхнем левом углу экрана и его требуется перетащить на нужное место мышкой при нажатой левой кнопке.

Отмена выполненной операции в Paint Во время редактирования рисунков нельзя изменять уже законченные элементы графического изображения — можно только их удалять, или переносить, или рисовать поверх них. Если рисунок случайно испорчен, можно отменить три последних сделанных изменения рисунка. Для этого используют меню ПРАВКА → ОТМЕНИТЬ. Или можно нажать на комбинацию клавиш Ctrl + Z. Если операцию отменили по ошибке, то ее можно восстановить нажатием на клавишу F4.

Преобразование рисунка. С помощью команд подменю РИСУНОК можно отражать, растягивать, сжимать, увеличивать или наклонять выделенные фрагменты рисунка. С помощью команды ОТРАЗИТЬ/ ПОВЕРНУТЬ можно отразить выделенный фрагмент относительно вертикальной или горизонтальной оси. Для этого в диалоговом окне есть переключатели «Отразить слева направо», «Отразить сверху вниз» и «Повернуть на угол 90, 180 и 270 градусов».

С помощью команды РАСТЯНУТЬ/НАКЛОНИТЬ можно растянуть или наклонить выделенный фрагмент по вертикали или по горизонтали. Для этого в диалоговом окне есть соответствующие переключатели и поля ввода.

Предварительный просмотр, печать. Полученный рисунок можно напечатать на принтере через подменю ФАЙЛ → ПЕЧАТЬ. Из-за различий между разрешающей способностью экрана и принтера, один и тот же рисунок на экране и на бумаге может выглядеть по-разному. Чтобы заранее проверить, как будет выглядеть рисунок в отпечатанном виде, используют подменю ФАЙЛ → ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПРОСМОТР. Далее с помощью кнопок «Крупнее» и «Мельче» можно подобрать подходящий масштаб изображения. Используя подменю ФАЙЛ → МАКЕТ СТРАНИЦЫ, можно изменить размер страницы рисунка и используемый принтер.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: