Векторная графика

N/A - неприменимо. Данное изделие не предоставляет такой возможности.

Категория художественная иллюстрация характеризует многообразие и универсальность инструментальных средств рисования. Кроме того, программные продукты должны быть способны точно импортировать и экспортировать разнообразные типы файлов.

Категория техническая иллюстрация отражает, насколько точно инструментарий программы помогает вам создавать и размещать объекты с помощью цифрового ввода, формирования матриц и ограничений.

Категория цветная печать отражает программные возможности согласования цветов и качество получаемых отпечатков. Программы иллюстративной графики должны определять участки смыкания пар цветов, выполнять преобразования специальных цветов (spot color) в составные цвета (process color) и точное цветоделение.

Категория подготовка страниц Web характеризует, насколько хорошо программа формирует содержимое для страниц Web. Мы оцениваем также качество внешних программных модулей для просмотра векторных графических изображений и манипулирования ими из браузера.

Большая часть наших тестов выполнялась на машинах Micron Millenia Pentium/133, оснащенных 64-Мбайт ОЗУ, 2-Гбайт НЖМД, графическими адаптерами MGA Millennium фирмы Matrox Graphics с 4-Мбайт памятью, 20-дюйм мониторами FlexScan T2-20 фирмы EIZO Nanao Technologies и 6x8-дюйм графическими планшетами Wacom Technology ArtZII.

Табл. №2. Сводка характеристик. Пакеты программ иллюстративной графики

N/A - неприменимо. Данное изделие не предоставляет такой возможности.

* Прозрачное заполнение означает истинные яркие прозрачные заполнения с интерактивно задаваемыми уровнями прозрачности.

2. Форматы файлов компьютерной графики

Как говорилось выше, вся компьютерная графика делится на две большие ветви: растровую и векторную. Векторы представляют собой математическое описание объектов относительно точки начала координат. Проще говоря, чтобы компьютер нарисовал прямую, нужны координаты двух точек, которые связываются по кратчайшей, для дуги задается радиус и т.д. Таким образом, векторная иллюстрация - это набор геометрических примитивов. Сложность при передаче данных из одного векторного формата в другой заключается в использовании программами различных алгоритмов, разной математики при построении одних и тех же объектов.

Растровый файл устроен проще (для понимания, по крайней мере). Он представляет собой прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на маленькие квадратики - пиксели (pixel - picture element). Чем больше пикселей в каждом квадратном дюйме на матрице, тем выше разрешение файла. Данная структура характерна для всех растровых форматов. Различаются они способностью нести какую-либо дополнительную информацию, количеством информации о цвете, которую можно определить для каждого пикселя, способом архивации, другими особенностями.

BMP (Windows Device Independent Bitmap) Формат ВМР является родным форматом Windows, он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows и, по сути, больше ни на что не пригоден. Способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет (16.700.000 оттенков). Возможно, применение сжатия по принципу RLE, но делать это не рекомендуется, так как очень многие программы таких файлов не понимают (они могут иметь расширение .rle). Существует разновидность формата ВМР для операционной системы OS/2. На Macintosh BMP читается и пишется без всяких проблем Photoshop'ом.

WMF (Windows Metafile) Еще один родной формат Windows. Служит для передачи векторов через буфер обмена (Clipboard). Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях для передачи "голых" векторов. WMF искажает (!) цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не понимается программами на Macintosh.

PICT (Macintosh QuickDraw Picture Format) Стандарт для буфера обмена Macintosh. Способен нести как растровую, так и векторную информацию. Поддерживается на Mac'e всеми программами. На РС имеет расширение .pic или .pct. PICT читается рядом программ, но работа с ним редко бывает простой и бесхитростной.

TIFF (Tagged Image File Format) Аппаратно независимый формат TIFF на сегодняшний день является одним из самых распространенных и надежных, его поддерживают практически все программы на РС и Macintosh так или иначе связанные с графикой. TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK и дополнительных цветов Pantone. TIFF может сохранять векторы Photoshop'a, Alpha-каналы для создания масок в видеоклипах Adobe Premiere и массу других дополнительных данных. TIFF имеет две разновидности: для РС и Macintosh. Это связано с тем, что процессоры Intel и Motorola читают и записывают числа совершенно противоположными способами. Смущаться не стоит - как правило, программы с легкостью читают оба варианта формата. Наибольшие проблемы обычно вызывает LZW-компрессия, иногда применяемая в TIFF'e. Ряд программ (например, QuarkXPress 3.x и Adobe Streamline) не умеют читать такие файлы, кроме того, они могут дольше выводиться на принтеры и фотонаборные автоматы. Только если файл комрессуется в 3-4 раза, вы получаете выигрыш во времени вывода.

Scitex CT (расширение на РС - .sct) Разработанный фирмой Scitex формат Scitex CT мало чем отличается от TIFF'a, за исключением одной особенности. На фотонаборных автоматах (Imagesetter) фирмы Scitex (Dolev) файлы этого формата выводятся несколько быстрее.

PS (Adobe PostScript) PostScript - язык описания страниц (язык управления лазерными принтерами) фирмы Adobe. Файлы этого формата с расширением .ps или, реже, .prn получаются с помощью функции Print to file графических программ при использовании драйвера PostScript-принтера. Такие файлы содержат в себе сам документ (только то, что располагалось на страницах), все связанные файлы, использованные шрифты, а также другую информацию: цветоделение, дополнительные платы, полутоновой растр для каждой платы, линиатуру растра и прочие данные для выводного устройства. Если файл закрыт правильно - не имеет значения, на какой платформе он делался, были ли использованы шрифты True Type или Adobe Type 1. Нужно только учитывать версию языка. Недавно Adobe выпустила PostScript level 4. Тема языка PostScript - отдельный большой разговор. Ниже я коснусь еще двух форматов, непосредственно с ним связанных.

EPS (Encapsulated PostScript) EPS - упрощенный PostScript. Не может содержать в одном файле более одной страницы, не сохраняет ряд установок для принтера. Как и в файлы печати PostScript, в EPS записывают конечный вариант работы, хотя такие программы как Adobe Illustrator, Photoshop и Macromedia FreeHand могут использовать его как рабочий. EPS используется для передачи векторов и растра в издательские системы, создается почти всеми программами, работающими с графикой. Использовать его имеет смысл только тогда, когда вывод осуществляется на PostScript-устройстве. EPS поддерживает все необходимые для печати цветовые модели, среди них такая, как Duotone, а также Clippind Path - векторный контур, визуально обрезающий растровую матрицу в QuarkXPress, PageMaker, FreeHand (в РС-версии FreeHand'a выглядит некорректно). Вместе с файлом можно сохранить эскиз (Image header). Это копия в формате PICT, TIFF или WMF, которая сохраняется вместе с EPS и позволяет увидеть, что внутри файла, поскольку открыть его на редакцию могут только Photoshop и Illustrator. Все остальные импортируют только эскиз, подменяя его при печати на PostScript-принтере оригинальной информацией. На не PostScript-принтере выводится на печать сам эскиз. Если вы работаете на Macintosh (поздравляю!), сохраняйте эскизы в формате PICT. Он будет максимально хорошего качества и минимального веса, где векторы будут векторами, а растр - растром, но для того чтобы он был легче, растровые фрагменты будут с низкой резолюцией и ограниченной палитрой цветов. Однако такие эскизы могут создавать проблемы на РС. На РС и для РС лучше готовить эскизы в формате TIFF. Все данные растеризуются, что сильно раздувает размер файла. CorelDRAW так же предлагает для эскиза векторный формат WMF, но не стоит пользоваться этим детищем Microsoft - до добра не доведет. Изначально EPS разрабатывался как векторный формат, позднее появилась его растровая разновидность - Photoshop EPS. Он также позволяет сохранять эскиз, кроме того, Photoshop'овский фильтр EPS обладает очень полезной функцией Encoding (кодирование). Кодирование данных в формате ASCII рекомендуется для РС, файл получается большой, зато везде открывается и выводится. Для Macintosh рекомендуется Binary (двоичное) кодирование, файл получается примерно вдвое легче, чем ASCII, и быстрее выводится на печать. Не припомню случая, чтобы он вызывал проблемы.

JPEG. EPS-файлы без Preview (эскиз) в JPEG-кодировании весят меньше, чем аналогичные файлы формата JPEG! Возможности JPEG-сжатия в формате Photoshop EPS реализованы лучше, чем в самом JPEG'e. Но не нужно чрезмерно обольщаться - скажу о ложке дегтя в бочке с Photoshop EPS. При сохранении цветоделенных картинок (CMYK) в формате Photoshop EPS с JPEG-кодированием происходит их конвертация назад в RGB без предупреждения! Это приводит к неприятным результатам в печати. Если используется более-менее новый фотонаборный автомат, то он сам, пусть не лучшим образом, но произведет цветоделение. Если нет, то картинка выйдет либо черно-белой (если вы используете QuarkXPress 3.x, который первую плату всегда выводит Black, черную), либо бело-голубой (если вы используете QuarkXPress 4 или PageMaker, где первая плата, как и у всех - Cyan, голубая). А вообще лучше всю растровую графику вставлять в TIFF'e. Меньше будет сюрпризов, не нужно будет гадать, что это за EPS и какой программой он сделан. Потому что порой кажется, что это уже разные форматы. Так, Quark EPS и Corel'овские EPS версии 6 и ниже - весьма проблематичны. Тот, кто хочет жить спокойно, должен знать - самые надежные EPS-файлы делают программные продукты фирмы Adobe, разработавшей PostScript: Photoshop и Illustrator.

Два слова об Illustrator'e. Это единственная известная мне программа способная открывать на редакцию практически любые векторные EPS-файлы. Очень полезное свойство.

PDF (Portable Document Format) Формат PDF (Portable Document Format) предложен фирмой Adobe как независимый от платформы формат, в котором могут быть сохранены иллюстрации (векторные и растровые) и текст, причем со множеством шрифтов и гипертекстовых ссылок. Для достижения продекларированной в названии переносимости (portable), размер PDF-файла должен быть малым. Для этого используется компрессия - к каждому виду объектов применяется свой способ. Для работы с этим форматом компания Adobe выпустила пакет Acrobat. Acrobat Distiller переводит в PDF PostScript-файлы, Acrobat Exchange позволяет их редактировать: устанавливать внутренние ссылки, ссылки на внешние звуковые и видеофайлы, Web-ссылки. Ряд программ также позволяют создавать PDF'ы. Первоначальная задача PDF - передача по сети в сжатом виде проиллюстрированных и отформатированных документов - сегодня значительно расширена. Версия 3 способна сохранять все установки для выводного устройства, записанные в PostScript-файле. Exchange позволяет восстанавливать из файлов PDF PostScript'ы. Таким образом, получается порой серьезный выигрыш во времени, т.к. PDF можно передавать через e-mail вместо посыльного. Кроме того, в PDF можно быстро передавать клиенту полноценные эскизы. PDF позволяет не заботиться о наличии необходимых шрифтов у получателя - все подгружается прямо в файл. По адресу http://www.adobe.com/acrobat можно скачать бесплатно распространяемую утилиту Adobe Acrobat Reader, которая позволяет читать документы и распечатывать их на принтере, но не дает возможности создавать или изменять их. Есть сведения (из журнала Publish), что Adobe работает над программным пакетом, который вместит в себя функции Photoshop'a, Illustrator'a и PageMaker'a, основанного на технологии PDF.

PSD (Adobe Photoshop Document) PSD - родной формат популярного растрового редактора Photoshop. Он позволяет записывать изображение со многими слоями, их масками, дополнительными каналами, контурами и другой информацией - все, что может сделать Photoshop. Начиная с версии 3.0, используется RLE-компрессия, в 4-й версии файлы становятся еще меньше. PSD понимают некоторые программы, из них только Fractal Design Painter и Corel PHOTO-PAINT понимают многослойный PSD, причем лишь PHOTO-PAINT 8 открывает файл PSD 100-процентно корректно. Несмотря на то что в 5-й версии появились новые эффекты со слоями, текстом, а также возможность создавать дополнительные каналы для простых (spot) цветов, формат Photoshop'a имеет полную совместимость от 5-й до 3-й версии. В Photoshop'e 2.5 не было слоев и контуров, поэтому он выступает, как отдельный подформат.

AI (Adobe Illustrator Document) Adobe Illustrator не популярен в Израиле, зато его любят американцы и русские. Может содержать в одном файле только одну страницу, имеет маленькое рабочее поле - всего 3х3 метра. В целом несколько уступает FreeHand'у и CorelDRAW по иллюстративным возможностям, тем не менее, его формат - AI - отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с PostScript. AI поддерживают почти все программы так или иначе связанные с векторной графикой. Формат Illustrator'ра является наилучшим посредником при передаче векторов из одной программы в другую, с РС на Macintosh и назад. Наиболее совместимыми можно назвать 3-ю и 4-ю версии AI. Кроме того, если вы работаете в основном в Photoshop'e (Web-дизайн, например), то Illustrator 7 станет лучшим помощником, т.к. имеет с Photoshop'ом одинаково организованный интерфейс и горячие клавиши. Photoshop понимает форматы Illustrator'a (AI и EPS) напрямую.

FH8 (FreeHand Document, последняя цифра в расширении указывает на версию программы) Ничем особенным не выделяется. Формат понимает только сам FreeHand, Illustrator 7 для Macintosh и парочка программ от Macromedia. 7-я и 8-я версии имеют полную кроссплатформенную совместимость. Поддерживает многостраничность. Некоторые эффекты FreeHand'a несовместимы с PostScript.

CDR (CorelDRAW Document) Формат известен в прошлом низкой устойчивостью и плохой совместимостью файлов, тем не менее, пользоваться CorelDRAW чрезвычайно удобно, он имеет неоспоримое лидерство на платформе РС. Многие программы на РС (FreeHand, Illustrator, PageMaker - среди них) могут импортировать файлы CDR. 7-ю и 8-ю версии CorelDRAW можно без натяжек назвать профессиональными. В файлах этих версий применяется компрессия для векторов и растра отдельно, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров (этот параметр важен для наружной рекламы); начиная с 4-й версии, поддерживается многостраничность. На рынке РС Corel заняла все, а вот на рынке Macintosh перспективы CorelDRAW даже туманными назвать трудно. У Мас-фанатов неизлечимая аллергия на слово "Corel". И не случайно - CorelDRAW 6 for Macintosh вообще никакой, быть может 8-я версия получше, но не думаю, что это добавит ей шансов

3. Основной принцип построения графических объектов

Этот принцип основывается на том, что изначально структуру изображения составляет именно векторное очертание. Это в равной степени относится как к 2D, так и к 3D изображениям. То есть, не возникает совершенно никаких проблем при необходимости вывести на распечатке маленькое или большое по разрешению изображение. Растровое изображение этим похвастать не может. Хорошо, когда у Вас растр достаточно емкий. Но если это мизерное изображение сосканированной с журнала фотографии (что убивает качество наповал), то это уже проблема. Хотя существуют программы, обеспечивающие трассировку растра в вектор, но корректно, скажем, перевести полноцветную фотографию человеческого лица в векторное изображение они не могут. В любом случае полученный вектор не сможет передать всю тонкость и глубину красок полноцвета растрового изображения. Даже если при переводе в вектор установить настройки, наиболее точно передающие мелкие детали и градации цвета, все равно при необъятном размере векторного файла итог будет одинаково не идеальным. Положение круто меняется, когда вектор экспортируется в растровое изображение. Здесь почти нет пределов для величины разрешения растра, и при этом он остается одинаково качественным.

Т.е. векторное изображение строится примитивных графических объектов, построенных из векторов: линия, прямоугольник, круг, дуга, замкнутая линия, и т.д. Например основой для большинства сложнейших 3D-фигур является треугольник, из множества которого состоит вся объемная фигура. Группа примитивов и есть векторный рисунок.

В наше время очень распространена трехмерная графика (3D). На базе трехмерных векторных редакторов строятся сложнейшие сцены. Эту область несомненно нельзя заменить ни чем другим. Как бы талантливы и усидчивы вы не были, нарисовать кистью растрового редактора изображение трехмерного объекта невозможно. Есть немало людей которые пытаются это опровергать, но это не тема для разговора. Просто нужно ценить и понимать что разные технологии компьютерной графики специализированы в разных направлениях и безвкусно смешивать их, или заменять одну другой - глупое упрямство. А вот грамотно комбинировать их можно и нужно. В эпоху современных технологий широко используются возможности компьютерной графики. Это знаменитые кинофильмы (часто отмеченные премией "Оскар"), диснеевские мультфильмы, компьютерные игры и многое другое. Кроме того, компьютерная графика положительно зарекомендовала себя на страницах различных газет и журналов. В настоящее время невозможно представить себе полиграфию без компьютерной графики. Само формирование компьютерных объектов, регулировка цветового баланса, создание любых цветовых и объемных эффектов делают изображение ярким и неповторимым.

Сцена 3D-моделей строится на пакетах трехмерного моделирования и в последующем может визуализироваться с любых точек просмотра в 2D-изображение. При этом есть возможность любых изменений освещения, форм объектов, перспективных деформаций, регулировки параметров материалов и атмосферных эффектов компьютерной трехмерной сцены.

Можно создать не только трехмерные стандартные объекты - куб, рюмка и т.д., но и более сложные объекты, скажем, зверюшек, а также различных персонажей и т.д. и т.п..

4. Применение векторной графики

Успехи компьютерных технологий, достигнутые в последние годы, не оставляют места сомнениям при выборе способов получения, хранения и переработки данных о сложных комплексных трехмерных объектах, таких, например, как памятники архитектуры и археологии, объекты спелеологии и т. д. Несомненно, что применение компьютеризации для этих целей - дело не далекого будущего, а уже настоящего времени. Последнее, конечно, в большой мере зависит от количества денежных средств, вкладываемых с этой целью.

Наука и инженерия

Системы CAD/CAM используются сегодня в различных областях инженерной конструкторской деятельности от проектирования микросхем до создания самолетов. Ведущие инженерные и производственные компании, такие как Boeing, в конечном счете двигаются к полностью цифровому представлению конструкции самолетов.

Архитектура является другой важной областью применения для CAD/CAM и совсем недавно созданных систем класса walkthrough (прогулки вокруг проектируемого объекта с целью его изучения и оценки). Такие фирмы, как McDonald's, уже с 1987 года используют машинную графику для архитектурного дизайна, размещения посадочных мест, планирования помещений и проектирования кухонного оборудования. Есть ряд эффектных применений векторной графики в области проектирования стадионов и дизайна спортивного инвентаря, новый парк в Балтиморе (Baltimore Orioles'Camden Yards Park).

Медицина стала весьма привлекательной сферой применения компьютерной графики, например: автоматизированное проектирование инплантантов, особенно для костей и суставов, позволяет минимизировать необходимость внесения изменений в течение операции, что сокращает время пребывания на операционном столе (очень желательный результат как для пациента, так и врача). Анатомические векторные модели также используются в медицинских исследованиях и в хирургической практике.

Научные лаборатории продолжают генерировать новые идеи в области визуализации. Задача сообщества компьютерной графики состоит в создании удобных инструментов и эффективных технологий, позволяющих пользователям продолжать научные изыскания за границей возможного и безопасного эксперимента. Например ,проект виртуального туннеля NASA Ames Research Center переносит аэродинамические данные в мир виртуальной реальности, интерес к которой значительно вырос в девяностые годы. NASA Ames было одним из пионеров в использовании и развитии технологий погружения людей в мнимую реальность. Специалисты NASA занимались разработкой специальных шлемов и дисплеев, трехмерных аудиоустройств, уникальных устройств ввода для оператора и созданием соответствующего программного обеспечения. Возник ряд компаний, занимающихся виртуальной реальностью, например: Fakespace, Cristal River Engineering и Telepresence Research.

Все эти инженерные и научные применения убеждают, что индустрия машинной графики начала обеспечивать пользователей новой технологией, при которой они действительно уже не заботятся о том, как формируется изображение - им важен результат.

Искусство, развлечения и бизнес

Согласно проведенным мною исследованиям, вплоть до начала девяностых годов доходы от использования векторной графики в научно-инженерных приложениях были значительно выше, чем доходы в области бизнеса и других областях, непосредственно не связанных с наукой. Однако в 1991 году доходы были поделены в равной степени, а баланс теперь устойчиво сдвигается в сторону нетехнических приложений. Я считаю, что к 1998 году около двух третей всех доходов от компьютерной графики поступит именно из нетехнических областей применения. Некоторые из этих применений получили настолько широкое распространение, что возникли споры, насколько они действительно являются машинной графикой. Например, мультимедиа воспринимают отдельно от машинной графики, что, однако, не так, вследствие явного доминирования графических изображений.

"Классическая" векторная графика до сих пор используется в различных приложениях бизнеса, включая разработку концепции, тестирование и создание новых продуктов, но бизнес также стал лидирующим потребителем систем мультимедиа, например, в обучении или маркетинговых презентациях. Графика все шире проникает в бизнес - сегодня фактически нет документов, созданных без использования какого-либо графического элемента. Соответствующее программное обеспечение специально разработано, чтобы позволить пользователям сконцентрироваться больше на содержании, а не на графическом исполнении.

Грядет всплеск использования графики в анимации, особенно в области индустрии развлечений. Кинофильм Стивена Спилберга "Парк Юрского периода" установил в 1993 году новый стандарт фотореализма в графике. Этот фильм не единичный случай применения 3D графики в кино, и Голливуд расширяет сферу использования специальных эффектов машинной графики, только в 1994 году выпустив несколько высокохудожественных фильмов: "The Lion King", "The Mask", "True Lies" и "Forrest Gump".

Виртуальная реальность находит свою нишу в индустрии развлечений и видеоиграх. Число виртуальных галерей и развлекательных парков быстро растет. По моим оценкам 30% (то есть 144 млрд. долл.) всего дохода от использования систем виртуальной реальности было получено в прошлом году именно от разного рода игр, и доходы от этих применений будут расти.

Лаборатория Media Lab МТИ является уникальным исследовательским центром разработки совершенных систем взаимодействия "человек-компьютер". Например, система News в проекте Future использует последние достижения в области графики, реконструкции звука и изображений, а также моделировании различных объектов для представления новых результатов исследований и их презентации в виде соответствующих текстов, графики, аудио и видео.

5. Векторная графика в интернете

Ни для кого не секрет -- сегодня, чтобы не затеряться на просторах Internet и привлечь к себе внимание пользователей, никак нельзя обойтись без графического оформления Web-страниц и узлов. Однако здесь на пути разработчиков возникает проблема: графические технологии для Web не поспевают в своем развитии за другими технологиями, и возможности в данной области остаются весьма ограниченными.

В самом деле, два наиболее популярных в настоящее время графических формата Internet -- GIF и JPEG -- являются уже довольно старыми. Конечно, неудачными назвать их никак нельзя, ведь сам факт столь длительного их существования (например, версия GIF89a используется с 1989 г.) -- свидетельство этому. Но, с другой стороны, вряд ли можно поспорить с тем, что возможности данных форматов не отвечают современным требованиям в области графики. Так, формат GIF поддерживает только 256-битовый цвет, а в случае применения формата JPEG при большой степени сжатия существенно снижается качество изображения. Кроме того, еще в 1995 г. возможность свободного использования GIF оказалась под вопросом, когда компании Unisys, которой принадлежит реализованный в этом формате алгоритм сжатия LZW, и CompuServe, разработавшей сам формат, собрались взимать лицензионные отчисления с каждой программы, использующей его.

В сложившейся ситуации группа независимых разработчиков Internet приняла решение о разработке формата, который соответствовал бы или даже превосходил по своим возможностям GIF, но был при этом простым в создании и полностью мобильным. Новый формат получил название Portable Network Graphics (PNG) и был одобрен консорциумом W3C в 1996 г. В декабре прошлого года появилась его обновленная версия -- PNG 1.1.

Формат PNG поддерживает 48-битовые цветные и 16-битовые черно-белые изображения и обеспечивает более быструю их загрузку, чем формат GIF. Он также включает в себя немало дополнительных возможностей, например альфа-каналы (alpha channel), позволяющие устанавливать уровень прозрачности для каждого пиксела, и гамма-коррекцию. Механизм сжатия изображения в PNG реализован на базе фильтров, позволяющих оптимизировать данные перед сжатием, и алгоритма LZ77, применяемого в ZIP-архиваторах.

Однако несмотря на ряд преимуществ PNG пока не удалось стать реальной альтернативой GIF и JPEG. Виной тому было отсутствие поддержки со стороны разработчиков броузеров. Правда, к сегодняшнему дню в данном направлении произошли существенные сдвиги: начиная с Internet Explorer 4.0 и Netscape Navigator 4.04 поддержка PNG реализована непосредственно в броузерах; до этого она обеспечивалась за счет встраиваемых компонентов. По мнению ряда специалистов, вскоре можно ожидать широкого распространения нового формата (после массового перехода пользователей на последние версии популярных броузеров).

Следующим по популярности растровым форматом для Web можно назвать FlashPix, разработанный группой компаний: Kodak, Hewlett-Packard, Microsoft и Live Picture. Он базируется на принципах JPEG-компрессии, но содержит ряд усовершенствований, которые позволяют уменьшить степень искажения изображений. Основное преимущество данного формата -- многоуровневая организация файла. В начале загружается изображение с самым низким разрешением и впоследствии, по мере надобности, подкачивается более качественная версия. Microsoft избрала модификацию этого формата в качестве основы для своего растрового редактора PhotoDraw 2000, так что в недалеком будущем следует ожидать поддержки его броузером Internet Explorer, а пока просмотр можно осуществлять с помощью бесплатных плагинов, доступных на сайте компании LivePicture по адресу www.livepicture.com/download/clients/lpviewer_win.html.

Интересной разработкой обладает компания Iterated Systems, которая создала свой формат на основе фрактальной компрессии (Fractal Image Format, FIF), а также выпустила программу преобразования основных форматов в FIF и плагины для просмотра сжатых по фрактальному алгоритму изображений в основных броузерах.

К сожалению, фрактальная компрессия, как и JPEG, имеет существенный недостаток: согласно этим алгоритмам, для анализа изображение перед сжатием разбивается на отдельные блоки, что затрудняет его постепенную прорисовку при загрузке с Web-сайта.

Наиболее перспективные -- растровые форматы, основанные на алгоритмах wavelet-сжатия. В этой области ведут разработки практически все компании, которые занимаются созданием графических форматов. Самым многообещаемым является, безусловно, JPEG 2000. Работа над ним еще не завершена, но заявленные параметры впечатляют: 256 каналов цвета, что позволит формату работать с любым цветовым пространством и поддерживать множество альфа-каналов; встраивание ICC-профилей; неограниченное поле для метаданных. Но главное преимущество wavelet-технологии -- потоковость. Wavelet-поток можно прервать в любое время, при этом изображение все равно воспроизводится, только качество его будет зависеть от количества загруженных данных.

Компания AT&T разработала и собственный формат на основе wavelet-компрессии -- DjVu. Его главная особенность -- распознавание текста при компрессии содержащих его изображений и сжатие отдельно графического и текстового слоя. По утверждению компании, основным предназначением этого формата и является публикация в Web сканированных документов. На сайте AT&T по адресу djvu.research.att.com можно получить бесплатный плагин для просмотра DjVu -файлов, а также целую библиотеку, опубликованную в этом формате.

Как бы ни были хороши вышеперечисленные форматы, всех их объединяет один недостаток -- растр. Например, реализованные с их помощью изображения довольно сложно модифицировать и даже масштабировать. Кроме того, несмотря на использование различных методов сжатия, они все-таки имеют немалый размер, а следовательно, и относительно большое время загрузки, что для Web-графики является особенно критичным.

Векторная графика основана не на хранении информации о каждом пикселе, а на командах рисования линий и заполнения форм. Используется она уже довольно давно, но в отличие от традиционных замкнутых форматов векторные форматы для Web построены на базе открытых стандартов, главным образом языков маркировки, в которых для определения тегов и других элементов применяется обычный текст, что значительно упрощает манипулирование свойствами изображений. Преимуществами векторной графики на основе языков маркировки являются также возможности выбора, индексирования и поиска элементов изображения и привязки ее к другим элементам.

Однако говорить о массовом внедрении векторной графики в Web пока еще рано, в первую очередь из-за отсутствия единого формата.

Наиболее распространенным в данный момент является формат, разработанный компанией Macromedia, -- Flash. Благодаря своим уникальным возможностям его последняя (третья) версия очень быстро завоевала популярность. Flash 3 поддерживает анимацию по кейфреймам, морфинг, прозрачные объекты, гиперссылки, встраивание звуковых и видеофайлов. Средства для его создания достаточно просты в пользовании, хорошо документированы, плагины для просмотра распространяются бесплатно, а размер выходных файлов крайне мал.

Но все его преимущества, к сожалению, блекнут перед одним единственным недостатком, который заставил Macromedia отказаться от дальнейшей разработки формата. Этот недостаток -- закрытость, ведь файл Flash -- двоичный. Таким образом, его можно редактировать только в специальной программе. Поэтому в последнее время различными компаниями и организациями предложен целый ряд языковых форматов, и каждый из них претендует на роль единого стандарта. В число таких форматов входят Web Schematics, DrawML, PGML и VML.

Web Schematics представляет собой язык гипертекстовой маркировки для создания чертежей и диаграмм. Его разработчики попытались создать аналог функций рисования, используемых в базовых графических средствах систем воспроизведения документов, таких, как Adobe FrameMaker и Microsoft Word. Данный формат использует модели рендеринга и представлений HTML и CSS1.

6. Редактируемая двумерная графика для Интернета

Microsoft, Hewlett-Packard и три фирмы, специализирующиеся в области ПО, представили на рассмотрение консорциума World Wide Web (W3C) стандарт, предназначенный для реализации высококачественной редактируемой двумерной векторной графики в Интернете.

С помощью языка векторной разметки (Vector Markup Language - VML) Web-дизайнеры смогут без труда редактировать, вырезать и вставлять векторные изображения в прикладные программы. Такая возможность, по мнению Стива Склеповича, менеджера по продуктам компании Microsoft, чрезвычайно нужна пользователям.

В отличие от растровой графики, представляющей собой изображения, образованные матрицами пикселов, векторные изображения состоят из линий, квадратов и других геометрических объектов.

До сих пор желающим дополнить свои Web-страницы векторной графикой приходилось пользоваться форматами растровых изображений, таких, как GIF, JPEG и PNG. Однако уменьшить или увеличить их размеры, даже расширяя или сжимая окно браузера, не удавалось.

Благодаря VML дизайнеры Web-узлов смогут изменять масштаб векторных изображений на Web-страницах и загружать графику значительно быстрее, чем изображения в растровом формате.

“Все отчаянно нуждаются в векторном графическом формате, - сказал Склепович. - Он действительно необходим. Программисты, работающие с векторной графикой, придумывали хитрые приемы и сохраняли изображения в растровом формате, чтобы обрабатывать их должным образом”.

Формат VML появился на базе языка Extensible Markup Language (XML - расширяемый язык разметки), дополняющего HTML. Web-дизайнеры получили в свое распоряжение более гибкий инструмент, который позволяет создавать собственные теги, сообщают представители компаний.

Вместе с Microsoft и HP в консорциум W3C с предложением принять стандарт VML обратились компании AutoDesk, Macromedia и Visio Corp.

Они планируют в будущем выпускать продукты, использующие VML.

Например, Microsoft намерена предусмотреть возможность работы с VML в браузере Microsoft Explorer, операционной системе Windows и очередной версии Microsoft Office, заявил Склепович.

Это обеспечит взаимодействие офисного ПО и программ для проектирования и черчения.

В настоящее время компании используют для работы с векторной графикой различные стандарты.

Например, фирма Macromedia использует в своем инструментальном пакете векторной графики и анимации Flash собственный формат векторной графики под названием SWF. Компания Autodesk в пакете AutoCAD использует формат DWF.

Кроме того, благодаря VML пользователи смогут открывать и редактировать изображения, используя для этого пакет Office или в виде HTML-файла без потери качества, заявил Склепович.

“Если сегодня построить графическое изображение в Microsoft Word и сохранить его как HTML-файл, то при попытке вновь открыть файл в редакторе Word информация о формате будет утеряна”, - сказал он.

“С помощью нового метода можно переключаться между собственным форматом Word и HTML. Благодаря VML информация о формате сохраняется”, - добавил Склепович.

В результате упрощается задача подготовки материалов и повышается производительность труда, говорит Джонатан Гей, вице-президент фирмы Macromedia, в чьем ведении находится пакет Flash.

“Впоследствии намного проще вернуться к изображению для редактирования и обработки”, - сказал Гей.

Наряду с XML 1.0 предлагаемый стандарт VML базируется и на других открытых промышленных стандартах, признанных консорциумом W3C. Среди них - HTML 4.0 и Cascading Style Sheets 2.0, представляющий собой таблицы стилей на базе Web. #

IETF одобрил формат векторной графики для использования в Internet

Формат векторной графики Computer Graphics Metafile (CGM) (IETF) в качестве стандартного типа графических данных (Multipurpose Internet Mail Extension Image Type) для сети Internet. Формат CGM, широко используемый для хранения и передачи двумерных изображений в системах CAD, CAE и других, стал третьим (после GIF и JPEG) стандартным способом кодирования графической информации в Internet. Он впервые предоставил официально санкционированную возможность обмениваться по сети графическими файлами в векторной кодировке.

Число поддерживающих его приложений уже превысило 300, множество генераторов и интерпретаторов CGM-изображений бесплатно распространяются по глобальным сетям. В частности, поддержку файлов CGM планирует встроить в программу просмотра графических изображений FIGleaf Inline компания Electronic Book Technologies. Бета-версия этого продукта, способного функционировать в качестве дополнительного модуля к Netscape Navigator 2.0, доступна на сервере http://www.ct.ebt.com/figinline.

Заключение

Все области применения - будь то инженерная и научная, бизнес и искусство/развлечения - являются сферой применения векторной графики. Возрастающий потенциал ПК и их громадное число - порядка 100 миллионов - обеспечивает соблазнительную базу для капиталовложений и роста. И ожидается устойчивый рост индустрии в данной сфере к концу этого десятилетия, особенно если учесть, что в начале этого десятилетия ежегодный рост составлял около 12%. Неизвестно как долго продлиться тенденция удвоения капиталовложений, особенно под воздействием цен, однако я ожидаю устойчивое 10% ежегодное повышение в последующие 5 лет. Конечно, компании продолжают формироваться, хотя инвесторы сейчас, кажется, больше предпочитают вкладывать деньги в программное обеспечение, в т.ч. редакторы векторной графики. Сегодня особенно привлекательны для инвесторов компании, специализирующиеся на графических интерфейсах пользователя, объектно-ориентированных программах, виртуальной реальности и программном обеспечении параллельных процессов.

По увеличению числа графических терминалов от 100 в 1964 году до 50.000 в 1977 году, а сейчас, в 1994 году, я констатирую, что 3 млн. рабочих станций и 60 млн. ПК используются только в США. Машинная графика имеет сегодня промышленную базу, оцениваемую в 36 млрд. долл., которая обеспечивает работой около 300 тысяч специалистов. Она продолжает лидировать в вопросах обеспечения нашего взаимодействия с компьютерами и организации доступа к информации. Мы вступаем в новую эпоху расширения полномочий графических систем при движении по информационной супермагистрали.