Виды компьютерной графики




Скачать 261.97 Kb.
Дата 26.08.2016
Размер 261.97 Kb.




Содержание


  1. Введение

3

  1. Виды компьютерной графики

5

  1. Растровая графика

7

  1. Векторная графика

11

  1. Фрактальная графика

15

  1. Трехмерная графика

19

  1. Системы автоматизированного проектирования 

24

  1. Форматы файлов компьютерной графики

27

  1. Заключение

32

  1. Применяемые источники

34

  1. Практическая часть

36



Введение
Компьютерная графика  - это область информатики, занимающаяся средствами и методами создания и обработки графических изображений на компьютере.

История компьютерной графики

Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя память первых электронных машин, построенную на основе матрицы ламп, можно было получать узоры.

В 1961 году программист С. Рассел возглавил проект по созданию первой компьютерной игры с графикой. Создание игры «Spacewar!» заняло около 200 человеко-часов. Игра была создана на машине PDP-1.

В 1963 году американский учёный Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный комплекс Sketchpad, который позволял рисовать точки, линии и окружности на трубке цифровым пером. Поддерживались базовые действия с примитивами: перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать первым графическим интерфейсом, причём она являлась таковой ещё до появления самого термина.

В середине 1960-х гг. появились разработки в промышленных приложениях компьютерной графики. Так, под руководством Т. Мофетта и Н. Тейлора фирма Itek разработала цифровую электронную чертёжную машину. В 1964 году General Motors представила систему автоматизированного проектирования DAC-1, разработанную совместно с IBM.

В 1968 году группой под руководством Н. Н. Константинова была создана компьютерная математическая модель движения кошки. Машина БЭСМ-4, выполняя написанную программу решения дифференциальных уравнений, рисовала мультфильм «Кошечка», который для своего времени являлся прорывом. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер.

Существенный прогресс компьютерная графика испытала с появлением возможности запоминать изображения и выводить их на компьютерном дисплее, электронно-лучевой трубке.

Разработки в области компьютерной графики сначала двигались лишь академическим интересом и шли в научных учреждениях. Постепенно компьютерная графика прочно вошла в повседневную жизнь, стало возможным вести коммерчески успешные проекты в этой области. К основным сферам применения технологий компьютерной графики относятся:


  • Графический интерфейс пользователя;

  • Спецэффекты, Визуальные эффекты (VFX), цифровая кинематография;

  • Цифровая фотография и обработка фотографий, цифровая живопись;

  • Визуализация научных и деловых данных

  • Компьютерные игры

  • Системы автоматизированного проектирования

  • Компьютерная томография

Компьютерная графика для кино и телевидения

Виды компьютерной

графики

Несмотря на то, что для работы с компьютерной графикой существует множество классов программного обеспечения, различают всего три вида компьютерной графики. Это растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.



Растровая компьютерная графика

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 сканированные 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 растровых редакторов, предназначенных для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации.



Векторная компьютерная графика

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.



Фрактальная компьютерная графика

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.



Растровая графика

Растровая графика

Растровое изображение — изображение, представляющее собой сетку пикселей или цветных точек (обычно прямоугольную) на компьютерном мониторе, бумаге и других отображающих устройствах и материалах (растр).

Растровая графика применяется при обработке фотографий, создании коллажей, ретушировании, создании рисунков.




Рис.1. Пример растрового изображения

Пиксель  — наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике.

Чем больше пикселей на единицу площади содержит изображение, тем более оно детально. Максимальная детализация растрового изображения задаётся при его создании и не может быть увеличена. Если увеличивается масштаб изображения, пиксели превращаются в крупные зёрна.

Каждый пиксель растрового изображения — объект, характеризуемый определённым цветом, яркостью и, возможно, прозрачностью. Один пиксел может хранить информацию только об одном цвете, который и ассоциируется с ним.

Важными характеристиками изображения являются:


  • Количество пикселей — размер (1024×768, 640×480, …).

  • Количество используемых цветов или глубина цвета.

  • Цветовое пространство (цветовая модель) — RGB, CMYK, XYZ, YCbCr 

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 так же, как в мозаике.

При редактировании растровой графики Вы редактируете пиксели, а не линии. 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 растровой графики на устройства с более низким разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.

Основой растрового представления графики является пиксель (точка) с указанием ее цвета. При описании, 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).

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.



Программы растровой графики:


  • Adobe Photoshop

  • Adobe Photoshop Lightroom

  • GIMP

  • MS Paint

Достоинства растровой графики

  • Высокая реалистичность изображения

  • На растровом изображении может быть изображено все, что угодно: как снимок с фотокамеры, так и нарисованное на компьютере изображение

  • К растровым изображениям можно применять самые разнообразные эффекты

  • Растровые форматы рисунков используются при создании веб-страниц в Интернете

Недостатки растровой графики

  • Растровые изображения плохо масштабируются

  • Нельзя разбить растровое изображение на части и редактировать их

  • Файл с растровым изображением имеет больший размер по сравнению с векторным

Рис.2. Пример растрового изображения



Рис.3. Рисунок, созданный в растровом графическом редакторе



Векторная графика
Векторная графика

Векторная графика — способ представления объектов и изображений в компьютерной графике, основанный на использовании элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники. Термин используется в противоположность к растровой графике, которая представляет изображение как матрицу фиксированного размера, состоящую из точек (пикселей) со своими параметрами. Векторная графика применяется в дизайне, создании иллюстраций, печатной продукции, баннеров, рекламы, афиш и тд.

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.



Рис.4. Изображение древесного листа



Рис.5. Пример векторного изображения
При редактировании элементов векторной графики изменяются параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Можно 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.

Векторное представление заключается в описании элементов изображения математическими кривыми с указанием их цветов и заполняемости. Красный эллипс на белом фоне будет описан всего двумя математическими формулами – прямоугольника и эллипса соответствующих цветов, размеров и местоположения.

Очевидно, такое описание займет значительно меньше места. Еще одно преимущество – качественное масштабирование в любую сторону. Увеличение или уменьшение объектов производится увеличением или уменьшением соответствующих коэффициентов в математических формулах. К сожалению, векторный формат становится невыгодным при передаче изображений с большим количеством оттенков или мелких деталей (например, фотографий). Ведь каждый мельчайший блик в этом случае будет представляться не совокупностью одноцветных точек, а сложнейшей математической формулой или совокупностью графических примитивов, каждый из которых, является формулой. Это приводит к утяжелению файла. Кроме того, перевод изображения из растрового в векторный формат (Adobe Strime Line или Corel OCR-TRACE) приводит к невозможности корректного масштабирования в большую сторону. От увеличения линейных размеров количество деталей или оттенков на единицу площади больше не становится. Это ограничение накладывается разрешением вводных устройств (сканеров, цифровых фотокамер и др.).



Программы векторной графики:

  • Corel Draw

  • Adobe Illustrator

  • Xara Xtreme

Достоинства векторной графики

  • Гибкая масштабируемость, можно изменять размеры изображений без потери его визуальных качеств

  • Максимальная точность построенного изображения (координаты точек, между которыми могут быть проведены кривые, могут иметь точность до сотых долей микрона)

  • Файл с векторным изображением имеет гораздо меньший размер по сравнению с растровым изображением

  • Рисунок имеет высокое качество при печати

  • Возможность редактирования всех частей векторного изображения

  • Простой экспорт векторного рисунка в растровый

Недостатки векторной графики

  • Отсутствие реалистичности у векторных рисунков

  • Невозможность использования эффектов, которые можно применять в растровой графике

  • Практически полная невозможность экспорта растрового рисунка в векторный

Рис.6. Изображение, созданное в векторном графическом редакторе


Рис.7. Изображение, созданное в векторном графическом редакторе



Фрактальная графика

Фрактальная графика

Фрактальная графика основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится, и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Рис.11. Треугольник Серпинского, дерево, драконовая ломаная


Фракталом называется структура, состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому.

Объект называют самоподобным, когда увеличенные части объекта походят на сам объект и друг на друга. В простейшем случае небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале. 

В центре фрактальной фигуры находится её простейший элемент — равносторонний треугольник, который получил название «фрактальный». Затем, на среднем отрезке сторон строятся равносторонние треугольники со стороной, равной (1/3a) от стороны исходного фрактального треугольника.

В свою очередь, на средних отрезках сторон полученных треугольников, являющихся объектами-наследниками первого поколения, выстраиваются треугольники-наследники второго поколения со стороной (1/9а) от стороны исходного треугольника.

Фрактальную графику используют для моделирования нелинейных природных процессов, в научных целях, построении изображений природных объектов и тд.

Рис.12. Треугольник Серпинского

Программы фрактальной графики:


  • Fracplanet 4.0

  • Art Dabbler

  • Ultra Fractal

  • Fractal Explorer

  • ChaosPro

  • Apophysis

  • Mystica

Рис.13. Пример фрактала


Рис.14. Пример фрактала



Трехмерная графика
Трехмерная графика

Трёхмерная графика — раздел компьютерной графики, охватывающий алгоритмы и программное обеспечение для оперирования объектами в трёхмерном пространстве, а также результат работы таких программ. Больше всего применяется для создания изображений в архитектурной визуализации, кинематографе, телевидении, компьютерных играх, печатной продукции, а также в науке. Трёхмерное изображение отличается от плоского построением геометрической проекции трёхмерной модели сцены на экране компьютера с помощью специализированных программ.
Для получения трёхмерного изображения требуются следующие шаги:

  • Моделирование

  • Рендеринг


Рис.8. Создание 3D объекта



Моделирование

Моделирование — исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих предметов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих исследователя.

Виды моделирования

  • Информационное моделирование

  • Компьютерное моделирование

  • Математическое моделирование

  • Математико-картографическое моделирование

  • Цифровое моделирование

  • Логическое моделирование

  • Педагогическое моделирование

  • Психологическое моделирование

  • Статистическое моделирование

  • Структурное моделирование

  • Физическое моделирование

Первый этап построения модели предполагает наличие некоторых знаний об объекте-оригинале. Познавательные возможности модели обусловливаются тем, что модель отображает (воспроизводит, имитирует) какие-либо существенные черты объекта-оригинала. Вопрос о необходимой и достаточной мере сходства оригинала и модели требует конкретного анализа. Очевидно, модель утрачивает свой смысл как в случае тождества с оригиналом (тогда она перестает быть моделью), так и в случае чрезмерного во всех существенных отношениях отличия от оригинала. Таким образом, изучение одних сторон моделируемого объекта осуществляется ценой отказа от исследования других сторон. Поэтому любая модель замещает оригинал лишь в строго ограниченном смысле. Из этого следует, что для одного объекта может быть построено несколько «специализированных» моделей, концентрирующих внимание на определенных сторонах исследуемого объекта или же характеризующих объект с разной степенью детализации.

На втором этапе модель выступает как самостоятельный объект исследования. Одной из форм такого исследования является проведение «модельных» экспериментов, при которых сознательно изменяются условия функционирования модели и систематизируются данные о ее «поведении». Конечным результатом этого этапа является множество (совокупность) знаний о модели.

На третьем этапе осуществляется перенос знаний с модели на оригинал — формирование множества знаний. Одновременно происходит переход с «языка» модели на «язык» оригинала. Процесс переноса знаний проводится по определенным правилам. Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели.

Четвертый этап — практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.

Рендеринг

Ре́ндеринг (англ. Rendering — «визуализация») в компьютерной графике — это процесс получения изображения по модели с помощью компьютерной программы. Здесь модель — это описание трёхмерных объектов на строго определённом языке или в виде структуры данных. Такое описание может содержать геометрические данные, положение точки наблюдателя и информацию об освещении.



Методы рендеринга (визуализации)

Растеризация (англ. Rasterization) и метод сканирования строк (англ. Scanline rendering). Визуализация производится проецированием объектов сцены на экран без рассмотрения эффекта перспективы относительно наблюдателя.

Метод бросания лучей (англ. Ray casting). Сцена рассматривается, как наблюдаемая из определенной точки. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пикселя на двумерном экране. При этом лучи прекращают свое распространение(в отличие от метода обратного трассирования), когда достигают любого объекта сцены либо ее фона. Возможно используются какие-то очень простые техники добавления оптических эффектов или внесения эффекта перспективы.

Глобальная иллюминация (англ. Global illumination, radiosity). Использует математику конечных элементов, чтобы симулировать диффузное распространение света от поверхностей и при этом достигать эффектов «мягкости» освещения.

Трассировка лучей (англ. Ray tracing) похож на метод бросания лучей. Из точки наблюдения на объекты сцены направляются лучи, с помощью которых определяется цвет пиксела на двумерном экране. Но при этом луч не прекращает свое распространение, а разделяется на три компоненты, луча, каждый из которых вносит свой вклад в цвет пиксела на двумерном экране: отраженный, теневой и преломленный. Количество таких разделений на компоненты определяет глубину трассирования и влияет на качество и фотореалистичность изображения. Метод позволяет получить очень фотореалистичные изображения, но при этом он очень ресурсоемкий и процесс визуализации занимает значительные периоды времени.

Программы трёхмерной графики:

  • Blender

  • 3D Studio max


Рис.9. Изображение из компьютерной 3D игры


Рис.10. 3D каркас автомобиля



Системы автоматизированного проектирования 


Система автоматизированного проектирования — автоматизированная система, реализующая информационную технологию выполнения функций проектирования, представляет собой организационно-техническую систему, предназначенную для автоматизации процесса проектирования, состоящую из персонала и комплекса технических, программных и других средств автоматизации его деятельности.

САПР нашел широкое применение в машиностроении, строительстве, архитектуре и других отраслях промышленности.
Преимущества использования документов в проектировании:

  • Повышение производительности труда

  • Точность

  • Хранение чертежей в электронном виде

  • Простой доступ к чертежу и легкость его передаче


Рис.15. 3D-модель болта и чертёж, сгенерированный на её основе


Программы этого класса обычно называют CAD/CAM системы (Computer-Aided Design/Computer-Aided Manufacturing. В переводе на русский: «Система автоматизированного проектирования/производства).

Предназначены для решения широкого круга задач, связанных с автоматизацией всех этапов проектирования систем различной сложности.

В них используется принципы пространственного (3D) моделирования.

Поддерживают объектно-ориентированную технологию проектирования, включая технологию многовариантного конструктирования. Работа с базами данных, создание новых команд, технология разработки объектно-ориентированных систем, адаптированных к конкретному применению создания специальной среды проектирования.



Программы САПР:

  • AutoCAD

  • AutoCAD LT

  • ArchiCAD

  • Auto Sketch

  • CAD Electro

  • AutoCAD MAP

  • AutoCAD Mechanical

  • Компас 3D LT

Рис.16. Пример применения САПР


Рис.17. Пример применения САПР



Форматы файлов компьютерной графики

BMP (Windows Device Independent Bitmap)

Формат ВМР является родным форматом Windows, поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows. Способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет (16.700.000 оттенков). Возможно, применение сжатия по принципу RLE, но очень многие программы таких файлов не понимают (они могут иметь расширение .rle).



WMF (Windows Metafile)

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 работает на Macintosh.



PICT (Macintosh QuickDraw Picture Format)

Стандарт для буфера обмена Macintosh. Способен нести как растровую, так и векторную информацию. На Windows имеет расширение .pic или .pct.



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.



Scitex CT (расширение на РС - .sct)

Разработанный фирмой Scitex формат Scitex CT практически не отличается от TIFF, 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.



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. Изначально EPS разрабатывался как векторный формат, позднее появилась его растровая разновидность – Photoshop EPS. Он также позволяет сохранять эскиз, кроме того, Photoshop фильтр EPS обладает очень полезной функцией Encoding (кодирование). Кодирование данных в формате ASCII рекомендуется для РС, файл получается большой, но его можно везде открыть и вывести. Для Macintosh рекомендуется Binary (двоичное) кодирование, файл получается примерно вдвое меньше, чем ASCII, и быстрее выводится на печать.



JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group, по названию организации-разработчика) — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений и подобных им изображений. Файлы, содержащие данные JPEG, обычно имеют расширения (суффиксы) .jpeg.jfif.jpg.JPG, или .JPE. Однако из них .jpg является самым популярным на всех платформах. MIME-типом является image/jpeg. Алгоритм JPEG позволяет сжимать изображение как с потерями, так и без потерь (режим сжатия lossless JPEG).

Алгоритм JPEG в наибольшей степени пригоден для сжатия фотографий и картин, содержащих реалистичные сцены с плавными переходами яркости и цвета. Наибольшее распространение JPEG получил в цифровой фотографии и для хранения и передачи изображений с использованием сети Интернет.

С другой стороны, JPEG малопригоден для сжатия чертежей, текстовой и знаковой графики, где резкий контраст между соседними пикселами приводит к появлению заметных артефактов. Такие изображения целесообразно сохранять в форматах без потерь, таких как TIFF, GIF или PNG.

JPEG (как и другие методы искажающего сжатия) не подходит для сжатия изображений при многоступенчатой обработке, так как искажения в изображения будут вноситься каждый раз при сохранении промежуточных результатов обработки. JPEG не должен использоваться и в тех случаях, когда недопустимы даже минимальные потери, например, при сжатии астрономических или медицинских изображений. В таких случаях может быть рекомендован предусмотренный стандартом JPEG режим сжатия Lossless JPEG (который, к сожалению, не поддерживается большинством популярных кодеков) или стандарт сжатия JPEG-LS.



К недостаткам сжатия по стандарту JPEG следует отнести появление на восстановленных изображениях при высоких степенях сжатия характерных артефактов: изображение рассыпается на блоки размером 8x8 пикселов (этот эффект особенно заметен на областях изображения с плавными изменениями яркости), в областях с высокой пространственной частотой (например, на контрастных контурах и границах изображения) возникают артефакты в виде шумовых ореолов. Следует отметить, что стандарт JPEG (ISO/IEC 10918-1, Annex K, п. K.8) предусматривает использование специальных фильтров для подавления блоковых артефактов, но на практике подобные фильтры, несмотря на их высокую эффективность, практически не используются. Однако, несмотря на недостатки, JPEG получил очень широкое распространение из-за достаточно высокой (относительно существовавших во время его появления альтернатив) степени сжатия, поддержке сжатия полноцветных изображений и относительно невысокой вычислительной сложности.

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. 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. PDF можно передавать через e-mail. 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.



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. 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 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)

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.



FH8 (FreeHand Document)

Формат понимает только сам FreeHand, Illustrator 7 для Macintosh и Macromedia. 7-я и 8-я версии имеют полную кроссплатформенную совместимость. Поддерживает многостраничность. Некоторые эффекты FreeHand 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) 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.



Заключение

В современном мире компьютерная графика играет огромную роль. Ее использую практически во всем, что нас окружает, это значительно упрощает жизнь человеку и облегчает различные сложные процессы. Компьютерная графика дала сильный толчок в развитии науки, медицины, искусства, бизнеса.



Применяемые источники


  1. Интерактивная компьютерная графика. Вводный курс на базе OpenGL. Эдвард Энджел. — М.: Вильямс, 2001. — С. 592.

  2. Информатика. Техническая Графика. Хандадашева Л.Н., Истомина И.Г.Издательство МАРТ, 2005. — С. 368.

  3. Инженерная и компьютерная графика. Autocad. Хейфец А.Л.Диалог-МИФИ, 2004. — С. 432.

  4. Инженерная и компьютерная графика.  Б. Г. Миронов, Р. С. Миронова, Д. А. Пяткина, А. А. Пузиков. М.: Высшая школа, 2004. — С. 336.

  5. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики. Никулин Е. А — СПб: БХВ-Петербург, 2003. — 560 с.

  6. Компьютер рисует фантастические миры. Под ред. В.Л. Стефанюка. — М.: Мир, 1990. — 240 с.

  7. Компьютерная графика и стандарт OpenGL. Дональд Херн, Паулин Бейкер. М. — М.: Вильямс, 2005. — С. 1168.

  8. Компьютерная графика. Трюки и Эффекты. Гурский Ю.СПб.: Питер, 2005. — С. 1025.

  9. Компьютерная графика: Практикум. Залогова Л.А.М.: ЛБЗ, 2005. — С. 245.

  10. Компьютерная графика: Учебное пособие. Залогова Л.А.М.: ЛБЗ, 2005. — С. 212.

  11. Компьютерная графика в дизайне. Миронов Д., Доля С.СПб.: Питер, 2005. — С. 224.

  12. Компьютерная графика: Учебник для вузов.2-е изд. Петров М.Н., Молочков В.П.СПб. Питер, 2005. — С. 816.

  13. Компьютерная графика: Энциклопедия. Рэйнбоу В.СПб.: Питер, 2004. — С. 768.

  14. Настоящий самоучитель компьютерной графики. Мельниченко В.В.Киев: Век, 2004. — С. 560.

  15. Основы компьютерной графики. Adobe Photoshop и CorelDRAW - два в одном. Самоучитель. Сергеев Александр Петрович, Кущенко Сергей Владимирович.  — М.: Диалектика, 2006. — С. 544.

  16. Самоучитель компьютерной графики. Музыченко А.М.: Технолоджи 3000, 2005. — С. 432.

  17. Энциклопедия дизайнера печатной продукции. Профессиональная работа. Кнабе Г. А. — К.: Диалектика, 2005. — С. 736.


Практическая часть



База данных защищена авторским правом ©infoeto.ru 2022
обратиться к администрации
Как написать курсовую работу | Как написать хороший реферат
    Главная страница