Тема 1. Виды компьютерной графики

Понятия, рассматриваемые при обучении темы «Виды компьютерной графики»:

- растровая графика, векторная графика.

Основные вопросы, рассматриваемые при изучении темы «Виды компьютерной графики»

- виды графики;

- преимущество и недостатки компьютерной графики;

- форматы графических файлов.

Рекомендации

Урок по этой теме удобно провести в виде лекции. Эта тема является ознакомительной перед изучением программы Adobe Photoshop. Учащиеся должны четко отличать растровую, векторную графику. Знать преимущества и недостатки. Необходимо подробно рассмотреть форматы графических файлов. Учащиеся должны выбрать нужный формат при сохранении, знать какие форматы включают алгоритм сжатия без потерь качества, а какие приводят к необратимой потере части информации.

При рассмотрении понятий необходимо дать определения растровой, векторной графики, рассмотреть их достоинства и недостатки, а также их отличительные особенности. Также при объяснении темы рассказывается о форматах сохранения BMP, TIFF, GIF, PNG, JPEG, WMF, EPS, CDR. Достоинства и недостатки каждого формата.

Содержание

Растровые графические изображения формируются в процессе преобразования графической информации из аналоговой формы в цифровую. Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует определенного количества битов информации, которое зависит от количества цветов в изображении.

Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количества пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого пикселя.

Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.

Векторная графика. Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов, для которых имеет значение сохранение четких качественных и ясных контуров. Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

Например, графический примитив точка задается своими координатами (X,Y), линия — координатами начала (XI,Y1) и конца (X2,Y2), окружность координатами центра (X,Y) и радиусом (R), прямоугольник — координатами левого верхнего угла (X1,Y1) и правого нижнего угла (X2.Y2) и так далее. Для каждого примитива задается цвет.

Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.

Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества. Это возможно, так как масштабирование изображений производится с помощью простых математических операций (умножения параметров графических примитивов на коэффициент масштабирования).

Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы — графические редакторы. Они разделяются на две категории: растровые и векторные.

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов.

Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).

Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно достаточно большой объем. При сжатии графических файлов алгоритм сжатия включается в формат графического файла.

Существуют различные алгоритмы сжатия, причем для различных типов изображения целесообразно применять подходящие типы алгоритмов сжатия.

Для рисунков типа диаграммы целесообразно применение метода сжатия, который использует поиск повторяющихся в рисунке «узоров». Такой алгоритм используется в графических файлах форматов TIFF и GIF и позволяет сжать файл в несколько раз.

Для сжатия отсканированных фотографий и иллюстраций используется алгоритм сжатия JPEG. Применение метода JPEG позволяет сжимать файлы в десятки раз, однако может приводить к необратимой потере информации (файлы не могут быть восстановлены в первоначальном виде). В этот формат обычно сохраняют изображения для просмотра (превью).

Некоторые форматы графических файлов являются универсальными, так как могут быть обработаны большинством графических редакторов. Некоторые программы обработки изображений используют оригинальные форматы, которые распознаются только самой создающей программой.

Рассмотрим некоторые форматы графических файлов более подробно.

Bit MaP image (BMP) — универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows. Этот формат поддерживается многими графическими редакторами.

Tagged Image File Format (TIFF) — формат растровых графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами и компьютерными платформами. Включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации. Рекомендуется для использования при работе с издательскими системами.

Graphics Interchange Format (GIF) — формат растровых графических файлов, поддерживается приложениями для различных операционных систем. Включает алгоритм сжатия без потерь информации, позволяющий уменьшить объем файла в несколько раз. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Portable Network Graphic (PNG) — формат растровых графических файлов, аналогичный формату GIF. Рекомендуется для использования на Web-страницах.

Joint Photographic Expert Group (JPEG) — формат растровых графических файлов, который реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций. Алгоритм сжатия позволяет уменьшить объем файла в десятки раз, однако приводит к необратимой потере качества. Поддерживается приложениями для различных операционных систем. Данный формат является самым популярным.

Windows MetaFile (WMF) — универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.

Encapsulated PostScript (EPS) — формат векторных графических файлов, поддерживается программами для различных операционных систем. Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах.

CorelDRaw files (CDR) — оригинальный формат векторных графических файлов, используемый в системе обработки векторной графики CorelDraw.

Если вы собираетесь работать с графическим файлом только в одном данном приложении, целесообразно выбрать оригинальный формат. Если же предстоит передавать данные в другое приложение, другую среду или иному пользователю, стоит использовать универсальный формат.

На завершающем этапе урока следует задать вопросы.

Контрольные вопросы.

1. В чем состоит различие растровых и векторных графических изображений? (Векторные изображения имеют преимущество. Их можно масштабировать без потери качества в отличии от растровых.)

2. В каком случае изображение следует сохранять в формате JPEG?( В случае, если в дальнейшем изображение не будут увеличивать, изменять или редактировать и не требуется высокое качество.)

3. В каком редакторе, растровом или векторном, вы будете редактировать фотографию? (Фотографию можно редактировать исключительно в растровом редакторе, векторные программы не предназначены для обработки растровых изображений.)

4. Какой вид графики предполагает изменение размера без потери качества? (Векторная графика.)