ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
Государственный стандарт Украины (ДСТУ 2939-94) определяет понятие «компьютерная графика» как совокупность методов и способов преобразования с помощью компьютера данных в графическое изображение и графического изображения в данные.
Компьютерная графика, как научная дисциплина, разрабатывает технологии получения, обработки и визуализации графической информации средствами вычислительной техники.
НАПРАВЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
изобразительная
аналитическая (или обработка и анализ изображений)
перцептивная (анализ сцен)
когнитивная (для научных абстракций)
Объектами изобразительной компьютерной графики считаются синтезированные изображения. На основе выбранной математической модели объекта по заданным формулам компьютер генерирует изображение объекта на экране. Это направление графики решает следующие задачи:
— Построение модели объекта и генерация изображения;
— Преобразование модели и изображения;
— Идентификация объекта и получения нужной информации.
Объектом аналитической компьютерной графики (обработки и анализа изображений) считается дискретное, числовое представление фотографий (чаще всего в виде математической матрицы или массива данных). Это направление графики решает следующие задачи:
— Редактирование, повышение качества изображения;
— Оценка изображения — определение формы, размещение и др. параметров объекта;
распознавания образов — выделения и классификация свойств объектов (обработка аэрокосмических снимков, введение чертежей и др.).
Предметом анализа сцен является исследование абстрактных моделей графических объектов и взаимосвязей между ними. Объекты могут быть как синтезированными, так и выделенными на фотоснимках.
В основе анализа сцен (перцептивной компьютерной графики) находятся изобразительная графика, анализ изображений и специализированные средства.
Когнитивная компьютерная графика — это компьютерная графика для научных абстракций, способствующая рождению нового научного знания.
Типы изображений и виды компьютерной графики
Типы графических изображений
векторные
растровые
растровые изображения
Изображение, представленное с помощью матрицы цветных точек, называется растровым изображением. Элемент такого изображения называется пикселем (pixel, picture element).
Основные преимущества:
— Сканирование и обработка графических изображений;
— Создание различных художественных эффектов;
—
Основные недостаток:
— Большой объем памяти, который занимает файл;
— Деформирования изображения при трансформациях;
— Потеря качества при увеличении изображения.
Количество пикселей, характеризующий растровое изображение, называют «разрешение» (resolution). Разрешение указывает на количество элементов изображения, пикселей или точек, использованных при выводе изображения на экран или печать.
Разрешение изображения — это свойство самого изображения, измеряемая в точках на дюйм (pixels per inch, ppi или dots per inch, dpi) и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера.
Физический размер изображения может измеряться как в пикселях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах).
векторное изображение
Векторное изображение создается на основе математического описания, который определяет изображение не как совокупность отдельных точек (пикселей), как в растровом изображении, а в виде совокупности геометрических объектов (прямых, кривых), то есть векторное изображение базируется на формулах, описывающих заданный об объект.
Кроме того, в описании линии содержится информация о ее толщину, цвет и другие параметры. То есть, векторный описание — это так называемый параметрический описание объекта.
Основные преимущества:
— Файлы векторных изображений имеют значительно меньший размер, чем растровые;
— Печать векторных изображений происходит значительно быстрее;
— Масштабирование и трансформация векторных изображений не влияют на их качество
Коротко — экономия объема, удобство создания и редактирования, масштабирования без ухудшения качества.
Основной недостаток:
— Сложность создания фотографических изображений и произведений искусства.
Основными понятиями векторной графики является кривая, контур и заливка. Кривая задается сплайном.
Векторный графический объект имеет два элемента: контур и его внутреннюю область, которая может быть пустой, либо иметь заливку в виде цвета, цветного перехода (градиента) или мозаичного рисунка.
Фрактальная компьютерная графика
Слово фрактал образовано от латинского fractus и в переводе означает состоящий из фрагментов. Изображение создается с помощью повторяющегося однотипного элемента с соответствующим его увеличением и записывается с помощью формул. памяти компьютера не сохраняются. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), а сохраняется только формула. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совсем другую картину.
«Фрактал называется структура, состоящая из частей, подобные целом». Они делятся на геометрические, алгебраические и стохастические.
ФОРМАТЫ И МОДЕЛИ ЦВЕТА
Цветовой охват — диапазон цветов, которые могут быть воспроизведены, зафиксированы ли описаны каким-либо образом.
Форматом цвета — это способ представления цветов для их кодирования при обработке и отображении графических изображений.
Типы форматов цвета:
первый базируется на использовании цветовых моделей,
второй базируется на использовании систем соответствия цветов (библиотек цветов),
третий базируется на использовании таблиц цветов.
МОДЕЛИ ЦВЕТА
Модель цвета — это способ представления цвета путем его разложения на базовые компоненты. Цветовые модели, являются средствами концептуального и количественного описания цвета.
Персептронного цветовые модели
психологические (в зависимости от восприятия)
описывают любой цвет тремя параметрами
модель HSB
HSB — это трехканальная цветовая модель.
цветовой тон (hue), насыщенность (saturation), яркость (brightness)
цветовой тон (собственно цвет)
насыщенность (процент добавления к цвету белой краски)
— Это параметр цвета, определяющий его чистоту
яркость (процент добавления черной краски)
— Это параметр цвета, определяющий освещенность или затемненность цвета
используют компьютерные художники
яркость (компонент яркости цвета, сам по себе не несет никакой цветового значения),
цветность,
интенсивности цвета (задают фактические количественные значения).
Аддитивные цветовые модели
основаны на добавлении цветов
цвета генерируются суммированием световых потоков — красного, зеленого и синего
модель RGB
Цветов человеческим глазом непосредственно воспринимаются три цвет- красный, зеленый, синий.
Другие цвета образуются при смешивании этих трех основных.
по первым буквам английских названий базовых цветов этой модели
Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий)
—
При добавлении (смешении) двух основных цветов результат освещается (речь идет о световых лучах определенного цвета, чем больше света, тем светлее).
красный + зеленый = желтый
зеленый + синий = голубой
синий + красный = пурпурный
В модели RGB количество каждого компонента измеряется числом от 0 до 255, то есть имеет 256 градаций. Цветовые компоненты иначе называются каналами.
RGB — трехканальная цветовая модель. Эта модель представляется в виде трехмерной системы координат.
в этой модели кодирует изображение сканер и отображает рисунок экран монитора
Субтрактивная цветовые модели
основаны на вычитании цветов от белого
модель CMY
В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цветов основных аддитивных цветов модели RGB.
голубой цвет (cyan);
пурпур (magenta),
желтый цвет (yellow).
белый — красный = голубой
белый — зеленый — пурпурный
белый — синий = желтый
модель CMYK
с добавлением черного цвета
CMYK — четирьохканальна цветовая модель. С — это Cyan (голубой), М — это Magenta (пурпурный), Y — Yellow (желтый), а (внимание!) К — это Blаск (черный), то есть со слова взята не первая, а последняя буква.
глубина цвета
Количество битов, которая отводится на каждый пиксель для представления цветовой информации, называется глубиной цвета (color depth), или битной глубиной цвета (bit depth).
Битное изображение (1-битное, bitmap), или штриховая графика (line-art) состоит только из черно-белых точек. Каждый пиксель содержит только один бит информации.
Серые полутоновые (grayscale) изображения (8-битные) используют 256 оттенков серого цвета.
Индексированные цветные (indexed color) изображение изображение (также 8-битные) тоже используют палитру из 256 цветов. Такие цвета плохо поддерживаются при печати.
Изображения в режиме RGB (24-битные) используют три 8-битные каналы, что позволяет получить более 16 млн. Цветов. Размер файла в режиме RGB в 24 раза больше, чем соответствующих файлов в битном режиме и в 3 раза больше, чем серых.
Изображения в режиме CMYK (32-битные) также используются 8-битные каналы, но каналов четыре. Именно поэтому размер файла на треть больше, чем в режиме RGB.
Также используются изображения с повышенной глубиной битного представления цвета (high-bit color).
Формат файла
Формат — это способ организации информации в файле, способ кодирования информации.
собственные форматы графических систем
универсальные форматы
К основным параметрам формата относится поддерживать типы точечных изображений и цветовые модели, возможность хранения масок и обтравочных контуров, возможность сжатия (компрессии) информации и способ сжатия, возможность хранения калибровочной информации и др.
способы сжатия информации делятся на:
без потерь или обратной
с потерями или необратимый
Форматы растровых изображений
Наиболее распространены растровые форматы:
GIF (Graphics Interchange Format), BMP (BitMap), WBMP, PCX,
PCD, PSD (PhotoShop Document), FLM (Filmstrip),
IFF, PXR, PNG, SCT / PICT, PCT, RAW,
TIF / TIFF (Tagged Image File Format), BMP,
JPEG (Joint Photographic Experts Group), TGA, FPX, GIF,
PhotoCD, MNG, ICO, FLA / SWF
Форматы векторных изображений
Векторные форматы хранения данных являются универсальными, так как в них можно хранить кроме векторных изображений, еще и растровые. Разработчики векторных графических программ предпочитают собственным форматам, что обусловлено спецификой алгоритмов формирования векторного изображения.
EPS (Encapsulated PostScript),
CDR (собственный формат программы CorelDraw
PDF (Универсальный формат)
WMF (Windows Metafile)
AI (Adobe Illustrator Document).
Наиболее распространены редакторы векторной графики
Наиболее распространены редакторы векторной графики
Corel Draw
Adobe Illustrator
Xara X
Corel Draw
В основной состав пакета входит
Corel PHOTO-PAINT
Corel TEXTURE
Corel TRACE
Canto Cumulus Deskoptop
Corel CAPTURE
Bitstream Font Navigator
DiamondSoft FontReserve
Corel Barcode Wizard
Corel Duplexing Wizard
Corel R.A.V.E.
форматы
CDR
Adobe Illustrator (AI) • Windows Bitmap (BMP)
• Computer Graphics Metafile (CGM) • CorelDRAW (CDR)
• Corel PHOTO-PAINT (CPT) • Microsoft Word Document (DOC)
• Corel DESIGNER (DSF) • AutoCAD Drawing Interchange Format (DXF)
• AutoCAD Drawing Database (DWG) • Corel Presentation Exchange (CMX)
• Encapsulated PostScript (EPS) • Macromedia Flash (SWF)
• GIF • GIMP (XCF)
• JPEG (JPG) • JPEG 2000 (JP2)
• Adobe Photoshop (PSD) • PICT (PCT)
• Portable Document Format (PDF) • Hewlett-Packard Plotter (PLT)
• Portable Network Graphics (PNG) • Corel Painter (RIF)
• Scalable Vector Graphics (SVG) • TIFF Bitmap (TIP)
• WordPerfect Document (WPD) • WordPerfect Graphic (WPG)
• Other file formats
Основные приемы работы в CorelDRAW 10.
— Создание простых геометрических фигур или произвольных кривых и ломаных, замкнутых и разомкнутых. Вставка и форматирование текста.
— Редактирование любого объекта, изменение цвета контура и заливки, изменение формы объекта.
— Вставка готовых картинок или ранее созданных вами иллюстраций в документ.
— Применение различных художественных эффектов.
— Размещение всех объектов в нужных местах, определение порядка взаимного перекрытия объектов.
интерфейс
главное меню
File (Файл),
Edit (Правка или Редактирование),
View (Вид),
Window (Окно),
Text (Текст),
Help (Помощь),
Команды Layout (Макет), Arrange (Упорядочить), Effects (Эффекты), Bitmap (Растровые изображения), Tools (Сервис)
File (Файл) — открытие, закрытие, импорт, экспорт и сохранение файлов,
П Edit (Правка) — работа с буфером обмена и вставленными объектами, команды дублирования и поиска объектов;
П View (Вид) — режимы просмотра документа и и переключение видимости различных вспомогательных линий разметки страницы;
D Layout (Макет) — работа со страницами документа;
П Arrange (Упорядочить) — управление взаимным размещением объектов;
В Effects (Эффекты) — некоторые специальные эффекты;
В Bitmap (Растровые изображения) — роабота с импортированными точечными изображениями;
В Text (Текст) — команды по размещению и форматированию текста;
В Tools (Сервис) — настройки интерфейса и режимов CorelDRAW, цветовых палитр, вызова различных библиотек, макрокоманд и т. П .:
В Window (Окно) — стандартные команды управления несколькими открытыми окнами документов, а также список большинства докеров и цветовых палитр;
3 Help (Помощь) — вызов справочной системы.
ПАНЕЛЬ ИНСТРУМЕНТОВ
редактирование формы
Shape (Форма), Knife (Лезвие), Eraser (Ластик), Smudge brush (Мажущая кисть), Roughen brush (Грабельная кисть} Free transform (Свободное трансформирование) и Virtual Segment delete (Виртуальное удаление сегмента)
масштаб
Zoom (Масштаб) и Hand (Рука)
кривая
Freehand (Кривая), Bezier (Кривые Безье), Artistic Media (Художественные средства), Polyline (Многолинейник), Реn (Перо), 3 point curve (Кривая по 3 точкам), Dimension (размерный линии) и Interactive connector (Интерактивный соединитель)
прямоугольник
Rectangle (Прямоугольник) и 3 point rectangle (Прямоугольник по 3 точкам)
эллипс
Ellipse (Эллипс) и 3 point curve (Кривая по 3 точкам)
объекты
Graph paper (Графическая бумага), Polygon (Многоугольник) и Spiral (Спираль)
готовые формы
Basic shapes (Готовые фигуры), Arrow shapes (Фигуры стрелок), Flowchart shapes (Фигуры плавных схем), Start shapes (Фигуры звезд) и Calicut shapes (Фигуры выноски)
Интерактивные средства
Interactive blend (Интерактивная настройка перетекания), Interactive contour (Интерактивная настройка ореола), Interactive distortion (Интерактивная деформация), Interactive envelope (Интерактивная настройка огибающей), Interactive extrude (Интерактивная настройка объема), Interactive drop shadow (Интерактивная тень) и Interactive transparency (Интерактивная прозрачность)
пипетка
Eyedropper (Пипетка) и Paintbucket (Заполнитель)
контур
Диалоговые окна Color docker (Докер цвета), Outline pen (Контур пера), Outline color (Цвет контура) и способы задания контуров различной ширины
заливка
Uniform Fill {однородная заливка), Fountain Fill (Градиентная заливка), Pattern Fill (Узорная заливка) и Texture Fill (текстурная заливка)
Интерактивная заливка
Interactive Fill (Интерактивная заливка) и Interactive Mesh Fill (Интерактивная заливка по сетке)
виды заливок
однородная заливка
специальная заливка
Interactive Fill (Интерактивная заливка)
градиентными заливка
Fountain Fill
линейная, радиальная, коническая, квадратная
заливка узором
Two Color Pattern (Двухцветный узор)
Texture Fill (текстурная заливка)
Заливка по сетке
Mesh Fill (Сетчатая заливка
)
Создание и редактирование объектов
Работа с текстом
виды текстов
художественный (artistic) и простой (paragraph)
Оба типа создаются с помощью одного инструмента Text.
. Атрибуты текста (диалоговое окно Format text):
— Гарнитура (font). Гарнитурой называется рисунок символов алфавита, разработанный дизайнером шрифта. Помимо стандартных текстовых гарнитур в CorelDRAW является гарнитуры графических символов, в которых тем же номерам соответствуют уже не буквы, а графические изображения. Чтобы гарнитурой можно было воспользоваться, она должна быть установлена в системе Windows. После этого ее имя появляется в списках выбора гарнитур;
— Кегль (size). Кеглем называется высота символов текста в пунктах. Иногда сопряжения гарнитуры и кегля называют шрифтом;
— Написание (style). Написанием называют модификацию рисунка символов текста с помощью изменения толщины штрихов и их наклона. Для каждой модификации художник разрабатывает отдельный рисунок гарнитуры, поэтому число написаний в разных гарнитурах отличается. Стандартными написаниями принято считать обычное (Normal), курсивное (Normal-Italic), полужирное (Bold) и полужирное курсивное (Bold-Italic);
— Подчеркивание (underline), зачеркивания (strikethra) и подчеркивание (overscore). С помощью этих атрибутов описывается присутствие и характер линий, подчеркивающие, зачеркивают или надкреслюють текст. Стандартными наборами линий используются для этих целей, в CorelDRAW считаются тонкая одинарная линия (Single Thin), толстая одинарная линия (Single Thick) и двойная тонкая линия (Double Thin). Для каждого из наборов предусмотрена модификация, позволяющая подчеркивать только текст без пробелов Отметим, что в CorelDRAW можно изменять параметры стандартных наборов линий (толщину, расстояние от базовой линии текста, величину расстояния между двойными линиями);
— Регистр символов (uppercase). Этот атрибут управляет отображением символов с учетом преобразования регистра. Он может принимать три значения: без преобразования (None), капитель (Small CAPS) и капитализация (All CAPS). При включении преобразования капители все строчные символы имеют обычную высоту, но по рисунку совпадают с соответствующими прописными символами. Преобразование капитализации отражает вместо строчных символов их прописные аналоги в высоту прописных символа. Установка каждого из значений атрибута не меняет символов в самом тексте — меняется только способ их отображения;
— Режим индекса (position). Этот атрибут управляет преобразованием символов при отображении в верхние (надстрочные) или нижние (подстрочные) индексы;
— Смещение символов (character shift). В эту группу входят три атрибута: смещение по горизонтали (Horizontal), сдвиг по вертикали (Vertical) и смещение угловое (Rotation). Значение этих атрибутов задают величины сдвига символов при отображении в блоке фигурного текста относительно их «штатного»
