Компьютерная графика

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Компьютерная графика

Компьютерная графика (CG - computer graphics) -- графика на компьютере или точнее с помощью компьютера. Компьютер используется как инструмент рисования, моделирования. Можно спорить о времени появления самой компьютерной графики и термина «компьютерная графика». Но если считать компьютерной графикой любое изображение на экране монитора, то тогда само рождение компьютеров совпадает с рождением компьютерной графики. Иногда, появлением компьютерной графики считают создание первой компьютерной игры с графикой. Произошло это в 1961 году. То есть, получается, что компьютерной графике около 50 лет. Сейчас компьютерной графикой уже никого не удивишь. Даже дети создают графические компьютерные работы. Хотя, почему даже? Компьютерная графика в равной мере интересна и детям и взрослым. Но в момент зарождения этой технологии компьютерный художник должен был быть немного программистом. Или программист должен был быть немного художником.

Сначала для работы с компьютерной графикой использовались компьютеры Amiga и Macintosh. Сейчас с обработкой компьютерной графики успешно справляются персональные компьютеры.

Условно компьютерную графику можно разделить на двумерную, трехмерную, анимационную, инженерную. В свою очередь анимация может быть и двумерной и трехмерной, также как инженерная компьютерная графика может быть двумерной и трехмерной.

1. Adobe Photoshop -- двумерная растровая;

2. Adobe (Macromedia) Flash -- анимация;

3. AutoCAD -- система автоматизированного проектирования (САПР), а проще программа для двумерного и трехмерного черчения;

4. ArchiCAD -- архитектурная САПР;

5. Adobe Premiere -- программа нелинейного видеомонтажа;

6. 3ds max -- трехмерное моделирование и анимация;

7. Corel Draw -- двумерная векторная;

8. Adobe Illustrator -- двумерная векторная.

1.1 Виды компьютерной графики

Компьютерная графика - раздел информатики, который изучает средства и способы создания и обработки графических изображений при помощт компьютерной техники. Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения, различают четыре вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика, трёхмерная и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. Соответственно, большинство графических редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете применяют растровые иллюстрации в тех случаях, когда надо передать полную гамму оттенклв цветного изображения.

Программные средства для работы с векторной графикой наоборот предназначены, в первую очередь, для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики намного проще. Существуют примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило, поскольку художественная подготовка иллюстраций средствами векторной графики чрезвычайно сложна.

Трёхмерная графика широко используется в инженерном программировании, компьютерном моделировании физических объектов и процессов, в мультипликации, кинемотографии и компьютерных играх.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику редко применяют для создания печатных или электронных документов, но ее часто используют в развлекательных программах.

1.2 Растровая графика

компьютер графика формат coreldraw

Основным (наименьшим) элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселом. Каждый пиксел растрового изображения имеет свойства: размещение и цвет. Чем больше количество пикселей и чем меньше их размеры, тем лучше выглядит изображение. Большие объемы данных - это основная проблема при использовании растровых изображений. Для активных работ с большеразмерными иллюстрациями типа журнальной полосы требуются компьютеры с исключительно большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и более). Разумеется, такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные процессоры. Второй недостаток растровых изображений связан с невозможностью их увеличения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение состоит из точек, то увеличение изображения приводит только к тому, что эти точки становятся крупнее и напоминают мозаику. Никаких дополнительных деталей при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается. Более того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и делает её грубой. Этот эффект называется пикселизацией.

1.3 Векторная графика

Как в растровой графике основным элементом изображения является точка, так в векторной графике основным элементом изображения является линия (при этом не важно, прямая это линия или кривая). Разумеется, в растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации точек. Для каждой точки линии в растровой графике отводится одна или несколько ячеек памяти (чем больше цветов могут иметь точки, тем больше ячеек им выделяется). Соответственно, чем длиннее растровая линия, тем больше памяти она занимает. В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии.

Линия - это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например объект четырехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб еще более сложен: его можно рассматривать либо как двенадцать связанных линий, либо как шесть связанных четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой. Мы сказали, что объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров, но не надо забывать и о том, что на экран все изображения все равно выводятся в виде точек (просто потому, что экран так устроен). Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой графикой. Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на принтер. Как и все объекты, линии имеют свойства. К этим свойствам относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т.п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойстьа, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии сопрягаются между собой.

1.3 Фрактальная графика

Фрактал - это рисунок, который состоит из подобных между собой элементов. Существует большое количество графических изображений, которые являются фракталами: треугольник Серпинского, снежинка Коха, "дракон" Хартера-Хейтуея, множество Мандельброта. Построение фрактального рисунка осуществляется по какому-то алгоритму или путём автоматической генерации изображений при помощи вычислений по конкретным формулам. Изменения значений в алгоритмах или коэффициентов в формулах приводит к модификации этих изображений. Главным преимуществом фрактальной графики есть то, что в файле фрактального изображения сохраняются только алгоритмы и формулы.



1.4 Трёхмерная графика

Трёхмерная графика (3D-графика) изучает приёмы и методы создания объёмных моделей объектов, которые максимально соответствуют реальным. Такие объёмные изображения можно вращать и рассматривать со всех сторон. Для создания объёмных изображений используют разные графические фигуры и гладкие поверхности. При помощи их сначала создаётся каркас объекта, потом его поверхность покрывают материалами, визуально похожими на реальные. После этого делают осветление, гравитацию, свойства атмосферы ии другие параметры пространства, в котором находиться объект. Для двигающихся объектом указывают траекторию движения, скорость.

Основные понятия компьютерной графики
В компьютерной графике с понятием разрешения обычно происходит больше всего путаницы, поскольку приходится иметь дело сразу с несколькими свойствами разных объектов. Следует четко различать: разрешение экрана, разрешение печатающего устройства и разрешение изображения. Все эти понятия относятся к разным объектам. Друг с другом эти виды разрешения никак не связаны пока не потребуется узнать, какой физический размер будет иметь картинка на экране монитора, отпечаток на бумаге или файл на жестком диске.

Разрешение экрана - это свойство компьютерной системы (зависит от монитора и видеокарты) и операционной системы (зависит от настроек Windows). Разрешение экрана измеряется в пикселах (точках) и определяет размер изображения, которое может поместиться на экране целиком.

Разрешение принтера - это свойство принтера, выражающее количество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот, качество изображения при заданном размере.

Разрешение изображения - это свойство самого изображения. Оно тоже измеряется в точках на дюйм - dpi и задается при создании изображения в графическом редакторе или с помощью сканера. Так, для просмотра изображения на экране достаточно, чтобы оно имело разрешение 72 dpi, а для печати на принтере - не меньше как 300 dpi. Значение разрешения изображения хранится в файле изображения.

Физический размер изображения определяет размер рисунка по вертикали (высота) и горизонтали (ширина) может измеряться как в пикселах, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он задается при создании изображения и хранится вместе с файлом. Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ширину и высоту задают в пикселах, чтобы знать, какую часть экрана оно занимает. Если изображение готовят для печати, то его размер задают в единицах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет.

Физический размер и разрешение изображения неразрывно связаны друг с другом. При изменении разрешения автоматически меняется физический размер.

При работе с цветом используются понятия: глубина цвета (его еще называют цветовое разрешение) и цветовая модель.

Для кодирования цвета пиксела изображения может быть выделено разное количество бит. От этого зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Чем больше длина двоичного кода цвета, тем больше цветов можно использовать в рисунке. Глубина цвета - это количество бит, которое используют для кодирования цвета одного пиксела. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксела. Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных цветовых оттенков. Два байта (16 битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется High Color. Если для кодирования цвета используются три байта (24 бита), возможно одновременное отображение 16,5 млн цветов. Этот режим называется True Color. От глубины цвета зависит размер файла, в котором сохранено изображение.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK, НSB.

1.4.1 Цветовая модель RGB

Наиболее проста для понимания и очевидна модель RGB. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными.

Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображение проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели.

Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонентов называют аддитивным методом. Он применяется всюду, где цветное изображение рассматривается в проходящем свете («на просвет»): в мониторах, слайд-проекторах и т.п. Нетрудно догадаться, что чем меньше яркость, тем темнее оттенок. Поэтому в аддитивной модели центральная точка, имеющая нулевые значения компонентов (0,0,0), имеет черный цвет (отсутствие свечения экрана монитора). Белому цвету соответствуют максимальные значения составляющих (255, 255, 255). Модель RGB является аддитивной, а ее компоненты: красный (255,0,0), зеленый (0,255,0) и синий (0,0,255) - называют основными цветами.

1.4.2 Цветовая модель CMYK

Эту модель используют для подготовки не экранных, а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем больше света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех основных красок поглощает почти весь падающий свет, и со стороны изображение выглядит почти черным. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а наоборот к ее уменьшению.

Поэтому для подготовки печатных изображений используется не аддитивная (суммирующая) модель, а субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого:

голубой (Cyan) = Белый - красный = зелёный + синий (0,255,255)

пурпурный (сиреневый) (Magenta) = Белый - зелёный = красный + синий (255,0,255)

жёлтый (Yellow) = Белый - синий = красный + зелёный (255,255,0)

Эти три цвета называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до белого.

Существенную трудность в полиграфии представляет черный цвет. Теоретически его можно получить совмещением трех основных или дополнительных красок, но на практике результат оказывается негодным. Поэтому в цветовую модель CMYK добавлен четвертый компонент - черный. Ему эта система обязана буквой К в названии (blacK).

В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный отпечатки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученое на компьютере, перед печатью разделяют на четыре составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называется цветоделением. Современные графические редакторы имеют средства для выполнения этой операции.

В отличие от модели RGB, центральная точка имеет белый цвет (отсутствие красителей на белой бумаге). К трем цветовым координатам добавлена четвертая - интенсивность черной краски. Ось черного цвета выглядит обособленной, но в этом есть смысл: при сложении цветных составляющих с черным цветом все равно получится черный цвет. Сложение цветов в модели CMYK каждый может проверить, взяв в руки голубой, серневый и желтый карандаши или фломастеры. Смесь голубого и желтого на бумаге дает зеленый цвет, сереневого с желтым - красный и т.д. При смешении всех трех цветов получается неопределенный темный цвет. Поэтому в этой модели черный цвет и понадобился дополнительно.

1.4.3 Цветовая модель НSB

Некоторые графические редакторы позволяют работать с цветовой моделью HSB. Если модель RGB наиболее удобна для компьютера, а модель CMYK - для типографий, то модель HSB наиболее удобна для человека. Она проста и интуитивно понятна. В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов, как и при работе с другими моделями. Оттенок цвета указывает номер цвета в спектральной палитре. Насыщенность цвета характеризует его интенсивность - чем она выше, тем "чище" цвет. Яркость цвета зависит от добавления чёрного цвета к данному - чем её больше, тем яркость цвета меньше.

Цветовая модель HSB удобна для применения в тех графических редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображений, а на их создание своими руками. Существуют такие программы, которые позволяют имитировать различные инструменты художника (кисти, перья, фломастеры, карандаши), материалы красок (акварель, гуашь, масло, тушь, уголь, пастель) и материалы полотна (холст, картон, рисовая бумага и пр.). Создавая собственное художественное произведение, удобно работать в модели HSB, а по окончании работы его можно преобразовать в модель RGB или CMYK, в зависимости от того, будет ли оно использоваться как экранная или печатная иллюстрация. Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру - чистым цветам. Направление вектора определяет цветовой оттенок и задается в модели HSB в угловых градусах. Длина вектора определяет насыщенность цвета. Яркость цвета задают на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет.



2. Графические форматы

Любое графическое изображение сохраняется в файле. Способ размещения графических данных при их сохранении в файле определяет графический формат файла. Различают форматы файлов растровых изображений и векторных изображений.

Растровые изображения сохраняются в файле в виде прямоугольной таблицы, в каждой клеточке которой записан двоичный код цвета соответствующего пикселя. Такой файл хранит данные и о других свойствах графического изображения, а также алгоритме его сжатия.

Векторные изображения сохраняются в файле как перечень объектов и значений их свойств - координат, размеров, цветов и тому подобное.

Как растровых, так и векторных форматов графических файлов существует достаточно большое количество. Среди этого многообразия форматов нет того идеального, какой бы удовлетворял всем возможным требованиям. Выбор того или другого формата для сохранения изображения зависит от целей и задач работы с изображением. Если нужна фотографическая точность воссоздания цветов, то преимущество отдают одному из растровых форматов. Логотипы, схемы, элементы оформления целесообразно хранить в векторных форматах. Формат файла влияет на объем памяти, который занимает этот файл. Графические редакторы позволяют пользователю самостоятельно избирать формат сохранения изображения. Если вы собираетесь работать с графическим изображением только в одном редакторе, целесообразно выбрать тот формат, какой редактор предлагает по умолчанию. Если же данные будут обрабатываться другими программами, стоит использовать один из универсальных форматов.



2.1 Форматы файлов растровой графики

Существует несколько десятков форматов файлов растровых изображений. У каждого из них есть свои позитивные качества, которые определяют целесообразность его использования при работе с теми или другими программами. Рассмотрим самые распространенные из них.
Достаточно распространенным является формат Bitmap (англ. Bit map image - битовая карта изображения). Файлы этого формата имеют расширение .BMP. Данный формат поддерживается практически всеми графическими редакторами растровой графики. Основным недостатком формата BMP является большой размер файлов из-за отсутствия их сжатия.

Для хранения многоцветных изображений используют формат JPEG (англ. Joint Photographic Expert Group - объединенная экспертная группа в отрасли фотографии), файлы которого имеют расширение .JPG или .JPEG. Позволяет сжать изображение с большим коэффициентом (до 500 раз) за счет необратимой потери части данных, что значительно ухудшает качества изображения. Чем меньше цветов имеет изображение, тем хуже эффект от использования формата JPEG, но для цветных фотографии на экране это малозаметно.

Графический формат PNG (англ. Portable Network Graphic - мобильная сетевая графика) - формат графических файлов, аналогичный формату GIF, но который поддерживает намного больше цветов.

Для документов, которые передаются по сети Интернет, очень важным есть незначительный размер файлов, поскольку от него зависит скорость доступа к информации. Поэтому при подготовке Web-страниц используют типы графических форматов, которые имеют высокий коэффициент сжатия данных: .JPEG, .GIF, .PNG.

Особенно высокие требования к качествам изображений предъявляются в полиграфии. В этой отрасли применяется специальный формат TIFF (англ. Tagged Image File Format - теговый (с пометками) формат файлов изображений). Файлы этого формата имеют расширение .TIF или .TIFF. Они обеспечивают сжатие с достаточным коэффициентом и возможность хранить в файле дополнительные данные, которые на рисунке расположены во вспомогательных слоях и содержат аннотации и примечания к рисунку.

2.2 Форматы файлов векторной графики

Форматов файлов векторной графики существует намного меньше. Приведем примеры самых распространенных из них.

WMF (англ. Windows MetaFile - метафайл Windows) - универсальный формат для Windows-дополнений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery. Основные недостатки - искажение цвета, невозможность сохранения ряда дополнительных параметров объектов.

CGM (англ. Computer Graphic Metafile - метафайл компьютерной графики) - широко использует стандартный формат векторных графических данных в сети Internet.

CDR (англ. CorelDRaw files - файлы CorelDRaw) - формат, который используется в векторном графическом редакторе Corel Draw.
AI - формат, который поддерживается векторным редактором Adobe Illustrator.

2.3 Универсальные и векторные графические форматы

Векторы представляют собой математическое описание объектов относительно точки начала координат. Проще говоря, чтобы компьютер нарисовал прямую линию, нужны координаты двух точек, которые связываются по кратчайшему пути. Для рисования дуги кроме координат двух точек необходимо задать еще и радиус и т. д. Таким образом, векторная иллюстрация -- это набор геометрических примитивов. Большинство векторных форматов могут также содержать внедренные з файл растровые объекты или ссылку на растровый файл (технология ОРГ).

OPI (Open Prepress Interface) -- технология, разработанная фирмой Aldus для сокращения размеров файлов. В ее основе лежит импорт не оригинального файла растрового изображения, а его образа, представляющего собой копию низкого разрешения (эскиз) и ссылку на оригинал. В процессе печати на принтере эскизы заменяются на оригинальные файлы. Применение OPI вместо простого внедрения embedding) позволяет экономить ресурсы компьютера (прежде всего память), заметно повышая его производительность. Технология OPI составляет основу работы с импортированными графическими файлами в таких программах, как FreeHand и QuarkXPress. Кроме того, она широко применяется и в других продуктах. В отличие от растровых форматов, построенных практически по одному принципу, векторные форматы используют для кодирования графической информации различные алгоритмы и разный математический аппарат. Это обусловливает сложность передачи данных (экспорт) из одного векторного формата в другой. Для решения этой проблемы используется конвертация родных форматов приложений в универсальные форматы, каковыми на сегодняшний день являются форматы EPS и PDF.

2.4 PDF (Portable Document Format)

Формат PDF -- «родной» формат программы Adobe Acrobat, которая является основным средством электронного распространения документов на платформах Macintosh, Windows, Unix и DOS. Вы можете просматривать PDF-файлы с помощью программы Acrobat Reader, распространяемой бесплатно.

Для достижения продекларированной в названии переносимости размер PDF-файла должен быть малым. Для этого используется компрессия, причем для каждого вида объектов применяется свой способ. Например, растровые изображения записываются в формате JPEG.

Формат PDF, разработанный на основе языка PostScript Level 2, может использоваться для представления как векторных, так и растровых изображений. В этом плане PDF-страницы похожи на PostScript-страницы. Однако в отличие от последних PDF-файлы могут содержать элементы, обеспечивающие поиск и просмотр электронных документов, в частности гипертекстовые ссылки и электронное оглавление.

2.5 Al (Adobe Illustrator Document)

Adobe Illustrator -- это векторный редактор фирмы Adobe. Он был создан сразу же после выхода языка PostScript Level 1, созданного этой же фирмой. Поэтому его можно назвать интерфейсом для PostScript (многие программы даже определяют формат Adobe Illustrator как Generic EPS). AI -- родной формат редактора Adobe Illustrator, напрямую открывается растровым редактором Photoshop, его поддерживают почти все программы, связанные с векторной растровой графикой на платформах Macintosh и Windows. Все, что создает Adobe Illustrator, поддерживается языком PostScript (исключение составляет эффект Gradient Meshes в 8-й версии, получаемые в результате выполнения которого объекты нужно растеризовать перед выводом на печать).

Формат AI является наилучшим посредником при передаче векторов из одной программы в другую, с PC на Macintosh и обратно.



2.6 Формат BMP (Bitmap)

Растровый формат, созданный компанией Microsoft, ориентирован на применение в операционной среде Windows. Он используется для представления растровых изображений в ресурсах программ. Поддерживаются только изображения в модели RGB с глубиной цвета до 24 бит. Не поддерживаются дополнительные цветовые и альфа-каналы, контуры обтравки, управление цветом. Формат предполагает использование простейшего алгоритма сжатия (RLE, Run Lenght Encoding) без потерь информации, но этот вариант используется редко из-за потенциальных проблем несовместимости. Формат BMP существует в двух вариантах: для Microsoft Windows и IBM OS/2.

2.7 Формат TIFF (Tagged Image File Format)

Формат создан фирмой Aldus специально для хранения сканированных изображений. Исключительная гибкость формата сделала его действительно универсальным. Хотя с момента его создания прошло уже много времени, TIFF до сих пор является основным форматом, используемым для хранения сканированных изображений и размещения их в издательских системах и программах иллюстрирования. Версии формата существуют на всех компьютерных платформах, что делает его исключительно удобным для переноса растровых изображений между ними. TIFF поддерживает монохромные, индексированные, полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK с восьми- и шестнадцатибитными каналами. Он позволяет хранить обтравочные контуры, калибровочную информацию, установки печати. Допускается использование любого количества дополнительных альфа-каналов. Дополнительные цветовые каналы не поддерживаются. Большим достоинством формата является поддержка практически любого алгоритма сжатия. Наиболее распространённым является сжатие без потерь информации по алгоритму LZW (Lempel-Ziv-Welch), обеспечивающему очень высокую степень сжатия. Этот же алгоритм используется многочисленными программами сжатия общего назначения, поддерживающими формат ZIP. Формат TIFF существует в двух вариантах: для Macintosh и PC. На компьютерах Macintosh и PC принят различный порядок следования байтов в оперативной памяти. На PC старший байт занимает младший адрес, а в компьютерах Macintosh - наоборот.

2.8 Формат PSD (PhotoShop Document)

Собственный формат программы Adobe PhotoShop. Единственный формат, поддерживающий все возможности этой программы. Предпочтителен для хранения промежуточных результатов редактирования изображений, так как сохраняет их послойную структуру. Все последние версии продуктов фирмы Adobe Systems поддерживают этот формат и позволяют импортировать файлы PhotoShop непосредственно. К недостаткам формата можно отнести недостаточную совместимость с другими распространёнными приложениями и отсутствие возможности сжатия.

Формат RAW - (от англ. «raw» - сырой, необработанный) Файл в формате RAW содержит необработанные данные об изображении в том виде, как они были зафиксированы датчиком фотокамеры. Его можно сравнить с запечатленным в глазном яблоке изображением до того момента, пока его не обработает мозг. ( В отличие от режима JPEG, при котором информация об изображении обрабатывается самой фотокамерой еще до того, как вы его увидите, в режиме RAW вам придется самому обрабатывать исходные файлы на компьютере. Это дает возможность пользователю устанавливать по своему усмотрению все настроечные параметры, в том числе баланс белого, увеличение четкости изображения и цветовые оттенки. Можно даже выполнить некоторую корректировку выдержки, -- правда, здесь ограничение накладывает зафиксированное исходное изображение. Кроме того, применение RAW-файлов позволяет избежать артефактов, связанных с JPEG-сжатием. Все это не имеет большого значения до тех пор, пока вы не станете увеличивать свои снимки до плакатных размеров или выполнять обрезку кадров, но для тех, кому важна точность, формат RAW позволяет сохранить каждый бит первоначального изображения, выполняя роль цифрового негатива.

2.9 Формат GIF

Формат GIF (Graphics Interchange Format -- формат графического обмена) использует алгоритм сжатия без потерь LZW и предназначен для сохранения растровых изображений с количеством цветов не более 256.

В настоящее время существуют две версии формата -- GIF87a и GIF89a. Имена файлов этих форматов имеют расширение gif. Первая версия была разработана в 1987 г., а вторая -- в 1989 г. Формат GIF89a позволяет сохранять прозрачность (transparency, альфа-канал) пикселов и поддерживает анимацию. Кроме того, формат GIF допускает чересстрочную (interlaced) запись графической информации, чтобы загрузка в браузер выглядела как постепенное повышение четкости изображения. Это достигается записью в файл сначала каждой 8-й, затем каждой 4-й и т. д. строк пикселов изображения. Таким образом, еще до окончательной загрузки файла можно увидеть его постепенно проявляющееся содержание. Чересстрочная запись несколько увеличивает размер файла, но дает интересный визуальный эффект.

В формате GIF89a можно сохранить не только одно, а несколько изображений, которые браузер показывает друг за другом с заданными частотой и временем задержки. В результате возникает эффект анимации -- движущейся картинки. В настоящее время существует множество редакторов для создания анимированных GIF-файлов. Одним из старейших, простых и достаточно удобных является Microsoft GIF Animator, который бесплатно распространяется в Интернете. Редактор Adobe ImageReady 3.0, поставляемый вместе с Photoshop 6.0, также позволяет это делать. Мультфильм, созданный в Flash, вы можете преобразовать в анимационный GIF- файл с помощью публикации. Анимационные GIF-файлы можно просматривать с эффектом движения и Web-браузерах, Проводнике Windows, а также в некоторых программах просмотра, например, ACDSee. Однако при открытии анимационного GIF-файла в Photoshop показывается только один кадр.

В GIF-файлах хорошо сохранять контрастные изображения без плавных цветовых переходов и шума, например, логотипы, баннеры, чертежи, схемы. Другими словами, чем меньше нюансов и чем больше однородных по цвету областей в изображении, тем больше степень сжатия. Для изображений типа фотографии, когда требуется высокое качество цветопередачи, формат GIF вряд ли годится из-за ограничения количества цветов. Для таких изображений лучше подходит формат JPEG (см. далее).

GIF-формат широко используется в Web-дизайне благодаря достаточно высокой степени сжатия без потерь, поддержке прозрачности пикселов, чересстрочности и анимации. Однако для решения задач полиграфии этого не достаточно. Внедрение ICC-профилей данный формат не поддерживает.

2.10 Сохранение GIF-файлов в Photoshop

Чтобы сохранить файл в формате GIF, в Photoshop можно воспользоваться командой File>Save as (Файл>Сохранить как) и в диалоговом окне выбрать тип файла CompuServe GIF (*.gif). Этот формат доступен, если изображение было представлено в системе индексированных цветов. После выбора имени сохранямого файла откроется диалоговое окно Indexed Color (Цвет с индексом) для настройки параметров файла. Заметим, что параметр Amount (Количество) будет доступен, если в раскрывающемся списке Dither (Размытие) выбран вариант, отличный от No (Нет).

Имеется еще одна возможность сохранения изображений в GIF-файлах. Это -- команда Help>Export Transparent Image (Помощь>Ехрогt в изображение с прозрачностью). Странно, что эта команда экспорта находится в меню Help (Помощь). Она вызывает мастер, который позволяет в интерактивном режиме преобразовать изображение в формат GIF так, чтобы фоновый слой или выделенные области изображения стали прозрачными. Это -- удобная и достаточно эффективная процедура, особенно при подготовке изображений для Web-дизайна.

2.11 Сохранение GIF-файлов в Flash

В Flash 5.0 для сохранения файлов в формате GIF применяется команда File> Export Image (Файл>Экспорт изображения). При этом в диалоговом окне указывается тип файла GIF Image (*.gif) Затем открывается диалоговое окно Export GIF, в котором задаются параметры:

* поля Dimensions (Размеры). Указываются размеры изображения по ширине (Width) и высоте (Height) в пикселах;

* поле Resolution (Разрешение);

* кнопка Match Screen (Соответствовать экрану).

* раскрывающийся список Include (Включить). Можно задать одно из двух значений:

o Minimum Image Area (Минимальная область изображения). Прямоугольник с минимальными размерами, содержащий все объекты на рабочем поле;

o Full Document Size (Размер полного документа). Изображение будет иметь размеры листа документа на рабочем поле. По умолчанию эта область имеет белый цвет и размеры 550x400 пикселов.

* раскрывающийся список Colors (Цвета). Позволяет задать количество цветов в палитре изображения;

* флажок Interlace (Чересстрочный режим отображения);

* флажок Transparent (Прозрачность);

* флажок Smooth (Сглаживание). Смягчение неровностей изображения. Обычно текст при этом выглядит лучше. Однако возможно появление ореолов;

* флажок Dither solid colors (Размывание сплошных цветов). Размывание однородных («твердых») цветов, а также градиентных заливок. При этом возможно получение оттенков, которые отсутствовали в цветовой палитре.

Кроме того, в Photoshop имеется специальная команда File>Save for Web (Файл>Сохранить для Web), а в Flash -- File>Publish (Файл>Опубликовать). Эти команды открывают диалоговые окна, в которых можно настроить параметры файла.

2.12 Формат PNG

Формат PNG (Portable Network Graphics -- переносимая графика для сети) был разработан с целью заменить формат GIF. Во-первых, потому, что фирма-разработчик GIF запатентовала его и, начиная с 1995 г., стала требовать отчислений от разработчиков программного обеспечения для Web. Во-вторых, формат PNG должен был преодолеть недостатки GIF, связанные с ограничением количества цветов. PNG не запатентован и может использоваться бесплатно. Файлы этого формата имеют расширение png. Однако файлы формата GIF настолько широко распространены, что вряд ли они будут полностью вытеснены из Web PNG-фай-лами, по крайней мере, в ближайшее десятилетие.

Формат PNG позволяет сохранять изображения с глубиной цвета 24 и даже 48 бит, он также позволяет включать каналы масок для управления градиентной прозрачностью, но не поддерживает слои. PNG не сжимает изображения с потерей качества подобно JPEG. Используемый алгоритм сжатия Deflate близок к LZW. В Photoshop предусмотрено сохранение изображений с глубиной цвета 8 (как в GIF) и 24 бита (как в JPEG). Файлы PNG обычно имеют больший размер, чем GIF- и JPEG-файлы с аналогичными изображениями. Этот формат целесообразно использовать в Web-дизайне для сохранения небольших многоцветных изображений с мелкими деталями (например, переливающихся цветами кнопок с картинками). Внедрение ICC-профилей данный формат не поддерживает.
Сохранение PNG-файлов в Photoshop

Чтобы сохранить файл в формате PNG, в Photoshop 6.0 можно воспользоваться командой File>Save as (Файл>Сохранить как) и в диалоговом окне выбрать тип файла PNG (*.png). Этот формат доступен, если изображение было представлено в системах RGB, индексированных цветов или является черно-белым (в оттенках серого). После выбора имени и типа файла открывается диалоговое окно, в котором можно указать режим воспроизведения Normal (Нормальный) или Interlaced (Чересстрочный), Если в изображении была создана маска, то она определяет области прозрачности и непрозрачности на Web-странице. Графика в формате PNG может содержать полупрозрачные области (серые области в канале маски).

Имеется еще одна возможность сохранения изображений в PNG-файлах. Это -- команда Help>Export Transparent Image (Помощь>Export в изображение с прозрачностью). Она вызывает мастер, который позволяет в интерактивном режиме преобразовать изображение в PNG-формат так, чтобы фоновый слой или выделенные области изображения стали прозрачными. Это -- удобная и достаточно эффективная процедура, особенно при подготовке изображений для Web-дизайна.

2.13 Сохранение PNG-файлов в Flash

В Flash 5.0 для сохранения файлов в формате PNG применяется команда File>Export Image (Файл>Экспорт изображения). При этом в диалоговом окне указывается тип файла PNG (*.png). Затем открывается диалоговое окно Export PNG, в котором задаются параметры:

* поля Dimensions (Размеры). Указываются размеры изображения по ширине (поле Width) и высоте (поле Height) в пикселах;

* поле Resolution (Разрешение);

* кнопка Match Screen (Соответствовать экрану);

* раскрывающийся список Include (Включить). Можно задать одно из двух значений:

* Minimum Image Area (Минимальная область изображения). Прямоугольник с минимальными размерами, содержащий все объекты на рабочем поле;

* Full Document Size (Размер полного документа). Изображение будет иметь размеры листа документа на рабочем поле. По умолчанию эта область имеет белый цвет и размеры 550х400 пикселов.

* раскрывающийся список Colors (Цвета). Глубина цвета в битах: 8, 24 и 24 bit with alpha channel (8 и 24 бита с альфа-каналом, определяющим прозрачность);

* раскрывающийся список Filter (Фильтр). PNG построчно фильтрует изображение для его сжатия. Возможны следующие значения:

o None (Нет). Фильтрация (сжатие) не применяется;

o Sub (По строке). Фильтрация применяется к смежным пикселам, расположенным в одной строке. При этом отслеживается разница между значениями текущего и предыдущего пикселов;

o Up (По столбцу). Фильтрация применяется к смежным пикселам, расположенным в одном столбце. При этом отслеживается разница между значениями текущего пиксела и пиксела, расположенного выше;

o Average (Среднее значение). Используется средний результат построчного и постолбцового сравнений пикселов. Обычно начинают с этого значения;

o Path (Путь). Используется более сложный алгоритм, основанный на сравнении трех ближайших пикселов.

o Adaptive (Адаптивный). Создает цветовую палитру на основе цветов, присутствующих в изображении. Эта палитра сохраняется в PNG-файле вместе с изображением.

* флажок Interlaced (Чересстрочный режим отображения);

* флажок Smooth (Сглаживание). Смягчение неровностей изображения. Обычно текст при этом выглядит лучше. Однако возможно появление ореолов;

* флажок Dither solid colors (Размывание сплошных цветов). Размывание однородных («твердых») цветов, а также градиентных заливок. При этом возможно получение оттенков, которые отсутствовали в цветовой палитре.

2.14 Формат JPEG

Формат JPEG (Joint Photographic Experts Group -- объединенная группа экспертов по фотографии) предназначен для компактного хранения многоцветных изображений с фотографическим качеством. Он был разработан в1995 г. специально для нужд Интернета. Файлы этого формата имеют расширение jpg, jpe или jpeg.

В отличие от GIF, в формате JPEG используется алгоритм сжатия с потерями информации, благодаря чему достигается очень большая степень сжатия (от единиц до сотен раз). Идея алгоритма сжатия состоит в следующем. Исходное изображение разбивается на блоки размером 8x8 пикселов, в каждом из которых усредняются 24-битовые (или 8-битовые для изображений в оттенках серого) значения пикселов. Затем в каждом блоке на место верхнего левого пиксела записывается усредненное значение, а на место оставшихся 63-х пикселов записываются значения, меньшие по яркости, чем усредненное значение. Идея этого проста: считается, что детальная информация сосредоточена в пикселах, более темных, чем фон. Далее происходит выравнивание значений пикселов и обнуление большинства из них. Таким образом, в блоке 8x8 пикселов сохраняется информация о его среднем (основном) цвете и о некоторых деталях. При восстановлении исходного изображения пикселы с нулевыми значениями приобретают одинаковый (или примерно одинаковый) цвет. Данный этап играет решающую роль в сжатии графической информации, именно здесь происходит ее частичная потеря. На втором этапе к полученному представлению изображения применяется код Хаффмена. Эффективность применения кода Хаффмена обусловлена наличием больших блоков одинаковых значений пикселов. Применение к JPEG-файлам процедур типовых универсальных архиваторов, таких как ZIP, RAR и ARJ, практически не уменьшает их объем. Поэтому не стоит упаковывать JPEG-файлы обычными архиваторами.

Существуют разновидности формата JPEG:

JPEG XR (ранее назывался HD Photo)

JPEG XR (ранее назывался HD Photo и Windows Media Photo) -- стандарт кодирования и файловый формат для фотографий, ранее разработанный и запатентованный корпорацией Microsoft.
Новый стандарт поддерживается операционной системой Windows Vista, a также любой ОС с установленным .NET Framework 3.0. Он определяет цветовые форматы для печати и для отображения, кодирование целочисленной и с плавающей запятой для расширения динамического диапазона, опции сжатия с потерями и без, эффективное декодирование для многих разрешений и минимальные затраты компьютерных ресурсов для преобразования или декодирования.
В целом эффективность JPEG XR довольно высока: так, при 85 % качестве уже практически отсутствуют артефакты. При сравнении с JPEG 85 % при меньшем размере файла JPEG XR дает меньше артефактов.

ILBM

ILBM -- разновидность файлов формата IFF используемая для хранения данных растровой графики. Форматом поддерживается чересстрочная развёрстка, цветное изображение представлено совокупностью однобитных массивов, каждый из которых хранит 1 бит данных для одного пикселя в изображении. Такие массивы называют бит-планами (англ. bitplanes), или битмапами (англ. bitmaps). Также, форматом поддерживается горизонтальное и вертикальное сжатие данных изображения алгоритмом RLE.
Формат ILBM был разработан для наиболее полного раскрытия возможностей чипсета классической Amiga.
Чипсеты OCS и ECS имеют 32 регистра палитры и поддерживают до 6 бит-планов, что теоретически должно ограничивать число одновременно отображаемых цветов: 26=64. Однако, это верно только при использовании формата «в лоб», согласно канонической схеме принятой сегодня для всей PC-совместимой техники. 32 регистра палитры на Amiga не позволяли бы выводить больше 32 цветов, если бы 6-й бит-план не хранил данные о яркости изображения (так называемый режим Half-Bright), что увеличивает число отображаемых цветов до 64. Другой возможностью чипсета классической Amiga является технология Hold and Modify (дословно: «Придержи и Измени», технология прорисовки только действительно изменённых частей изображения вместо всего экрана) позволяющая одновременно отображать на экран до 4096 цветов при использовании только 16 регистров палитры.

Чипсет AGA позволяет использовать до 8-ми бит-планов и имеет 256 регистров палитры. Таким образом, «в лоб» он позволяет отображать 28=256 цветов, а в модифицированном режиме HAM8 -- до 262144 цветов из палитры в 16,8 млн цветов (24-х битная графика).
Все эти возможности наиболее полно поддерживаются форматом ILBM, так как базируясь на Interchange File Format он использует понятие чанка. Чанк в ILBM состоит 4-байтного заголовка указывающего на тип данных, 4-х байтов хранящих длину блока данных и структуры зависящих от типа данных. Это даёт возможность расширения формата хранения данных и пропуска нераспознанных данных так как длина их блоков заранее известна.

Формат ILBM описывает следующие типы чанков:

BMHD (BitMapHeaDerm) -- заголовок описывающий бит-план;

CMAP (ColorMAP) -- стандартный чанк хранящий данные регистров палитры;

GRAB (GRAB) -- сохранённый указатель на данные в режиме HAM;

CAMG (Commodore AMiGa computer) -- зарезервирован;

BODY -- данные всех бит-планов и их масок, с чередованием.

Разумеется, файлы формата ILBM могут содержать в чанках любые данные формата IFF: информацию об авторе, версии, копирайте и т. д. Например, файлы созданные в растровом графическом редакторе DPaint содержат чанк:

DPAN (DPAiNt) -- сохранённые настройки DPaint.

Существует расширение формата ILBM носящее название ANIM и предназначенное для сохранения анимированных изображений. В этом формате были добавлены следующие дополнительные чанки:

ANHD (ANimation HeaDer) -- заголовок хранящий данные об анимации;

DLTA -- разница (дельта) в размере структур компрессированных кадров анимации.

JPEG 2000 (или jp2)

Графический формат, который вместо дискретного косинусного преобразования, характерного для JPEG, использует технологию вейвлет-преобразования, основывающуюся на представлении сигнала в виде суперпозиции некоторых базовых функций -- волновых пакетов. В результате такой компрессии изображение получается более гладким и чётким, а размер файла по сравнению с JPEG при одинаковом качестве уменьшается ещё на 30 %.

Говоря простым языком, при одинаковом качестве размер файла в формате JPEG 2000 на 30% меньше, чем JPG. При сильном сжатии JPEG 2000 не разбивает изображение на квадраты, характерные формату JPEG.

К сожалению, на данный момен этот формат мало распростанён и поддерживается только браузерами Safari и Mozilla/Firerox (через Quicktime).

* Baseline Standart (стандартная базовая линия) -- основной формат;

* Baseline Optimized (оптимизированная базовая линия) с немного более эффективным алгоритмом сжатия;

* Progressive (прогрессивный, постепенный), поддерживающий чересстрочный режим отображения, при котором загрузка в браузер выглядит как постепенное повышение четкости картинки.

Формат JPEG не поддерживает индексированные цвета и прозрачность пикселов (альфа-канал) и допускает внедрение ICC-профилей. Его хорошо использовать для изображений с большим количеством цветов и плавными цветовыми переходами (фотографий). Во многих случаях потери графической информации, возникающие при сохранении изображений в этом формате, оказываются вполне приемлемыми, незаметными для глаза. Однако в JPEG рекомендуется сохранять лишь окончательный результат обработки изображения. Кроме того, следует иметь в виду, что многократное открытие и закрытие JPEG-файла в редакторе приводит к накоплению потерь графической информации и, следовательно, к ухудшению качества изображения. Однако этого не происходит при многократном сохранении изображения во время работы. Поэтому будьте осторожны при работе с JPEG-файлами.

2.15 Сохранение JPEG-файлов в Photoshop

Чтобы сохранить файл в формате JPEG, в Photoshop 6.0 можно воспользоваться командой File>Save as (Файл>Сохранить как) и в диалоговом окне выбрать тип файла JPEG (*.jpg, *jpe). Этот формат доступен, если изображение было представлено в системах RGB, CMYK или в оттенках серого. После выбора имени со-хранямого файла откроется диалоговое окно JPEG Options (Настройки JPEG). Вы можете задать уровень качества изображения (поле Quality (Качество)). При этом чем выше качество, тем больше объем файла и наоборот. Выбор оптимального значения качества обычно требует эксперимента или наличия опыта. Для начала выберите значение качества 5 или 6. Можно также задать тип формата: один из двух вариантов базовой линии (Baseline) или Progressive (Прогрессивный). Обычно используется Baseline (Standart) (Базовая линия (Стандартная)). В нижней части диалогового окна выводится размер файла и время его передачи по линии связи при заданной скорости соединения (модема). Эта информация важна при создании файлов для использования в Интернете.

2.16 Сохранение JPEG-файлов в Flash

В Flash 5.0 для сохранения файлов в формате JPEG применяется команда File>Export Image (Файл>Экспорт изображения). В открывшемся диалоговом окне указывается тип файла JPEG Image (*.jpg). Затем открывается диалоговое окно Export JPEG, в котором задаются параметры:

* поле Dimensions (Размеры). Указываются размеры изображения по ширине (поле Width) и высоте (поле Height) в пикселах;

* поле Resolution (Разрешение);

* кнопка Match Screen (Соответствовать экрану);

* раскрывающийся список Include (Включить). Можно задать одно из двух значений:

o Minimum Image Area (Минимальная областьизображения). Прямоугольник с минимальными размерами, содержащий все объекты на рабочем поле;

o Full Document Size (Размер полного документа). Изображение будет иметь размеры листа документа на рабочем поле. По умолчанию эта область имеет белый цвет и размеры 550х400 пикселов.

o Поле Quality (Качество). Уровень качества изображения можно задать как целое число от 0 до 100;

* флажок Progressive display (Прогрессивное отображение).