Средства и технологии обработки графической информации

Графические редакторы - специальные программы на компьютере для обработки изображений. Среди программ, предназначенных для создания растровых изображений, особое место занимают программа PhotoShop компании Adobe. По сути дела, сегодня эта программа является стандартом в компьютерной графике, и все другие программы неизменно сравнивают именно с ней.

Методы, которые используются для обработки графической информации, существенно определяются аппаратными средствами ее отображения на экране/плоттере. В настоящее время дисплейные системы делятся на два основных типа: векторные и растровые. Что же они из себя представляют? В векторных системах световой луч движется по экрану вдоль рисуемой по определенному алгоритму линии. Тогда как в растровых системах нужный объект воспроизводится посредством последовательного сканирования световым лучом его шаблона, т.е. без вычерчивания каждой линии непрерывным движением.[6, С. 154]

Информационные технологии обработки графической информации включают в себя специфические модели представления информации данного вида, особые методы ввода, формирования и вывода изображений, свои аппаратные и программные средства.

Графические редакторы - программные средства компьютерной графики также делятся на две большие группы: растровые и векторные редакторы. Это деление обусловлено способом представления и хранения графической информации (растровый или векторный способ).

Компьютерные технологии обработки графической информации включают не только особое программное обеспечение (программные ресурсы), но и специфические аппаратные ресурсы, такие как различные устройства ввода и вывода графической информации: сканеры, цифровые фото- и видеокамеры, дигитайзеры, графические планшеты, плоттеры и т.п.

Итак, рассмотрим подробнее 2 основные группы графических редакторов: векторные и растровые.

Векторная графика

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.

Рис. 1 - Примеры фигур векторной графики

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

Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн - это кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая фигура. 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.[2, С. 56-58]

Векторная графика описывает изображения 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.

При редактировании элементов векторной графики Вы изменяете параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Вы можете переносить элементы, менять их размер, форму и 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. .[1, С. 58]

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.

В последнее время все большее распространение получают программы 3-мерного моделирования, также имеющие векторную природу.[8, С. 192]

К векторным графическим редакторам относится графический редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространен CorelDraw.

Corel Draw

Пакет CorelDraw всегда производит сильное впечатление. В комплект фирма Corel включила множество программ, в том числе Corel Photo-Paint. Новый пакет располагает, бесспорно, самым мощным инструментарием среди всех программ обзора, а при этом по сравнению с предыдущей версией интерфейс стал проще, а инструментальные средства рисования и редактирования узлов - более гибкими.

Художественные возможности оформления текста в CorelDraw безупречны, а принимаемые по умолчанию параметры для межбуквенных интервалов при размещении текста вдоль кривой не требуют настройки, исключающей наложение букв, он позволяет получить множество специальных эффектов, в том числе возможность увеличения только фрагмента изображения и автоматической настройки цветов текста в зависимости от цвета фона.

Можно вырезать изображения, накладывать цветные фильтры и придавали растровым изображениям вид изогнутой страницы, используя двух- и трехмерные эффекты и внешние модули PhotoShop. Когда нужно редактировать пикселы, CorelDraw автоматически переключает вас на Corel Photo-Paint, где вы можете редактировать файл и сохранять его непосредственно в CorelDraw. [1, С. 58]

Несмотря на мощный инструментарий, CorelDraw грешит отдельными недостатками. Широкий набор инструментальных средств делает CorelDraw исключительно удобным для рисования, но неестественный вид печатных страниц и страниц Web ограничивает возможности применения этого пакета. [9, С. 259]

Растровая графика

Растровая графика описывает изображения с использованием цветных точек, называемых пикселями, расположенных на сетке. Например, изображение древесного листа описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что создает изображение примерно также как в мозаике.

Основой растрового представления графики является пиксель (точка) с указанием ее цвета. При описании, например, красного эллипса на белом фоне приходится указывать цвет каждой точки, как эллипса, так и фона. Изображение представляется в виде большого количества точек - чем их больше, тем визуально качественнее изображение и больше размер файла. Т.е. одна и даже картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в соответствии с количеством точек на единицу длины - разрешением (обычно, точек на дюйм - dpi или пикселей на дюйм - ppi).

Растровая графика зависит от разрешения, поскольку информация, описывающая изображение, прикреплена к сетке определенного размера. При редактировании растровой графики, качество ее представления может измениться. В частности, изменение размеров растровой графики может привести к "разлохмачиванию" краев изображения, поскольку пиксели будут перераспределяться на сетке. Вывод на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество. [2, С. 59-60]

Кроме того, качество характеризуется еще и количеством цветов и оттенков, которые может принимать каждая точка изображения. Чем большим количеством оттенков характеризуется изображения, тем большее количество разрядов требуется для их описания. Красный может быть цветом номер 001, а может и - 00000001. Таким образом, чем качественнее изображение, тем больше размер файла.

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, т.к. новым точкам приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами. Распространены форматы .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx и др.

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. Без дополнительных плагинов (дополнений) наиболее распространенные браузеры понимают только растровые форматы - .gif, .jpg и .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. [2, С. 61-62]

Растровый графический редактор - специализированная программа, предназначенная для создания и обработки изображений. Такие графические редакторы позволяют пользователю рисовать и редактировать изображения на экране компьютера, сохранять их в различных растровых форматах. Например, JPEG и TIFF позволяющих сохранять растровую графику с незначительным снижением качества за счёт использования алгоритмов сжатия с потерями, PNG и GIF, поддерживающими хорошее сжатие без потерь, и BMP, также поддерживающем сжатие (RLE), но в общем случае, представляющем собой несжатое «попиксельное» описание изображения.

В противоположность векторным редакторам, растровые используют матрицу точек (bitmap) для представления изображения. Однако большинство современных растровых редакторов содержат векторные инструменты редактирования в качестве вспомогательных.

Adobe Photoshop

Photoshop - это программа растровой графики (любой элемент изображения строится по точкам), профессиональный графический редактор, который при этом достаточно прост в освоении и использовании.

Фотошоп позволяет редактировать существующие изображения, а также создавать новые. Adobe Photoshop является безусловным лидером среди профессиональных графических редакторов за счет своих широчайших возможностей, высокой эффективности и скорости работы.

Основное назначение программы Adobe Photoshop - создание фото реалистических изображений, работа с цветными сканированными изображениями, ретуширование, цветокоррекция, коллажирование, трансформации, цветоделение и другое. [10, С. 12]

Сегодня профессиональный дизайнер стал просто неотъемлемой частью любой типографии, а потребители его услуг с каждым годом повышают свои требования к эффективности и качеству графических решений.

Яркий неповторимый стиль - вот что отличает настоящую рекламную продукцию фирмы. В настоящее время ни одна рекламная компания не обходится без всевозможных полиграфических изделий и сувениров с фирменной символикой. Отдельная и, конечно, определяющая роль принадлежит дизайнеру в разработке стиля. Учитывая, что подавляющее число среди изготавливаемой полиграфии сегодня рекламная продукция, рынок ставит новые задачи: теперь перед полиграфистами стоит цель куда более серьезная, нежели производство буклета или календаря. А для таких серьезных задач требуется серьезное программное обеспечение.

На сегодняшний день существует множество продуктов различных компаний предоставляющих дизайнерам множество возможностей. Каждому самому решать какой графический редактор использовать - будь это бесплатная программа (например GIMP) или коммерческая (например продукты компании Adobe).

Но если посмотреть с другой стороны, никакая из всех программ, рассмотренных мною в этой работе, не прибавит мастерства неумелому дизайнеру, тем не менее, в руках профессионала она станет волшебным инструментом.

2. Практическая часть

2.1 Общая характеристика задачи

Построить таблицы по приведенным данным о доходах членов семьи (рис. 21.1 и 21.2) и о расходах семьи (рис. 21.3) за квартал.

Заполнить таблицу на рис. 21.4 числовыми данными о доходах семьи за квартал, выполнив консолидации по расположению данных.

Составить таблицу планирования бюджета семьи на квартал (рис. 21.5).

По данным о бюджете семьи на квартал (рис. 21.5) построить гистограмму.[4, С. 53]

Доходы Чижовой М.А. за квартал 2006 г., руб.

Доходы Чижова А.С. за квартал 2006 г., руб.

Расходы семьи Чижовых за квартал 2006 г., руб.

Доходы семьи Чижовых за 1 квартал 2006 г.

Бюджет семьи Чижовых за 1 квартал 2006 г.

2.2 Описание алгоритма решения задачи