Растровую графику применяют при разработке мультимедийных учебных материалов и полиграфических изданий, создании коллажей и реставрации изображений, восстановлении потерянной информации. 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.
Основным элементом в векторной графике является линия. Как известно из математики любую линию можно описать с помощью точек (или узлов в векторной графике), каждая из которых имеет координаты и направление, изменяя эти параметры можно изменить форму линии или ее свойства: форму, толщину, цвет, характер (сплошная, пунктирная и т.п.). Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами и тоже имеют свойства, от которых зависит, как выглядит вершина линии и как две линии пересекаются между собой. Если линии замкнуты, то они образуют замкнутый контур, имеющий свойство заполнения. Внутренняя область может быть заполнена цветом, текстурой, картой.
Программные средства для работы с векторной графикой предназначены для создания иллюстраций, чертежей, верстки рекламы и др., поэтому часто находят свое применение в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, издательствах.
Это вычисляемая графика, которая отличается от векторной тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), что и храниться в памяти компьютера. Фрактал можно определить как объект довольно сложной формы, который выполняется в процессе итерационного цикла. Латинское слово «fractus» означает «составлен из кусочков».
Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник или кривая Коха, которая становится фракталом в результате бесконечного количества итераций, в ходе которых каждую сторону треугольника делим на три равных отрезка. На среднем отрезке стороны строим равносторонний треугольник со стороной, равной 1/3 стороны исходного треугольника, а на других отрезках - равносторонние треугольники со стороной, равной (1/9)*a и т.д. Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур, поэтому процесс наследования можно продолжать до бесконечности.
В фрактальной графике существует ряд интересных фракталов, которые генерируется согласно методу «систем итеративных функций» - IFS (Iterated Functions Systems). Этот метод может быть описан как последовательный итеративный расчет координат новых точек в пространстве. С помощью данного метода можно описывать такие структуры как дерево, листья, растения и т.п. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций, а так же для эффективного сжатия графического изображения при его записи в файл. Фрактальный метод сжатия дает лучшие результаты, чем JPEG или другие методы сжатия с малыми потерями качества изображения.
Цветовая палитра - это таблица данных с информацией о коде закодированного цвета, которая создается и хранится вместе с графическим файлом.
Наиболее распространенный способ кодирования цвета - 24-разрядный (True Color), в котором на каждую цветовую составляющую R (красной), G (зеленой) и В (синей) отводится по одному байту (8 битов). Яркость каждой составляющей выражается числом от 0 до 255, и любой цвет из 16.5 миллионов можно воспроизвести по этим трем составляющим.
В тех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байтами (режим High Color), на экране возможно изображение 65 тысяч цветов. В таком изображении каждый двухбайтный код тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. В этом случае используют понятие фиксированной палитры. Ее не надо прикладывать к файлу, поскольку в любом графическом файле, имеющем шестнадцатиразрядное кодирование цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет.
Сложнее обстоит дело, когда изображение имеет только 256 цветов, кодируемых одним байтом. В этом случае каждый цветовой оттенок представлен одним числом, причем это число выражает не цвет пикселя, а индекс цвета (его номер). Сам же цвет разыскивается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, приложенной к файлу. Такие цветовые палитры называют индексными палитрами. Разные изображения могут иметь разные цветовые палитры.
В Web-графике используют – «безопасную палитру". Скорость передачи данных в Интернете пока оставляет желать лучшего, для оформления Web-страниц не применяют графику, имеющую кодирование цвета выше 8-разрядного. В этой палитре не 256 цветов, как можно было бы предположить, а лишь 216. Это связано с тем, что в Интернете работают люди с разными компьютерами, а не только с IBM PC, и не все компьютеры могут воспроизводить 256 цветов. Такая фиксированная палитра, жестко определяющая индексы для кодирования 216 цветов, называется безопасной палитрой.
Цветовая модель RGB построена на основе строения глаза. Она идеально удобна для светящихся поверхностей (мониторы, телевизоры, цветные лампы и т.п.). В ее основе лежат три цвета: Red - красный, Green - зеленый и Blue -синий. С помощью этих трех основных цветов можно получить почти весь видимый спектр, поэтому RGB называют аддитивной системой смешения цветов.
Модель CMY применяется для отражающих поверхностей (типографских и принтерных красок, пленок и т.п.). Ее основные цвета: Cyan -- голубой, Magenta -пурпурный и Yellow - желтый, являются дополнительными к основным цветам RGB. Дополнительный цвет - разность между белым и данным, поэтому CMY называют субтрактивной системой смешения цветов. Например, при пропускании света через пурпурный объект поглощается зеленая часть спектра, если далее пропустить через желтый объект, то поглотится синяя часть спектра и останется лишь красный цвет. Данный принцип используют светофильтры.
Наряду с системой CMY также часто применяют и ее расширение CMYK. Дополнительный канал К (от англ. BlасК) - черный. Он применяется для получения более "чистых" оттенков черного. В цветных принтерах чаще всего используется четыре красителя. Модель CMYK — основная цветовая модель полиграфии.
Модель HSV. В цвете можно выделить его тон - преобладающий основной цвет (длину волны, преобладающей в излучении), насыщенность цвета - чем она больше, тем "чище" цвет (то есть ближе к тоновой волне), например, у белого цвета - насыщенность = 0, так как невозможно выделить его цветовой тон, яркость (у черного цвета = 0, у белого = 1). Таким образом, можно построить трехмерное цветовое пространство HSV - Hue, Saturation, Volume (Тон, Насыщенность и Яркость). Обычно его представляют в виде конуса.
Получить точное соответствие печатного и экранного цветов очень трудно. Для этого существуют специальные программы и приборы цветокалибровки. Все они подгоняют цветопередачу экрана монитора под существующие условия освещения. Наиболее для этого подходят мониторы профессиональной серии, а также мониторы, в спецификации которых указана возможность цветокалибровки или прилагается специальная программа.
Форматы файлов растровой графики
В настоящее время существует множество различных форматов хранения графической информации. У каждого формата есть свои положительные качества, определяющие целесообразность его использования при работе с теми или иными приложениями.
Условно можно разделить все форматы на три группы
· графические метафайлы (метафайл обычно разрабатывается как составная часть какой либо графической системы, например *.wmf в Windows)
· растровые графические файлы
· векторные графические файлы
Как правило, графические файлы имеют несовместимые форматы для растровых, векторных, трехмерных изображений, хотя существуют форматы, позволяющие хранить данные разных классов. Многие приложения ориентированы на собственные "специфические" форматы, перенос их файлов в другие программы вынуждает использовать специальные фильтры или экспортировать изображения в "стандартный" формат. Рассмотри некоторые из них.
ТIFF (Tagged Image File Format) - формат предназначен для хранения растровых изображений высокого качества (расширение имени файла .TIF), обеспечивает неплохую степень сжатия и возможность сохранять в одном файле дополнительную информацию в невидимых вспомогательных слоях - каналах. Относится к числу широко распространенных, обеспечен поддержкой со стороны большинства графических, полиграфических и дизайнерских программ. Предусматривает широкий диапазон цветового охвата. Для уменьшения размера файла применяется встроенный алгоритм сжатия LZW.
PSD (PhotoShop Document) - собственный формат программы Adobe Photoshop (расширение имени файла .PSD), один из наиболее мощных по возможностям хранения растровой графической информации. Позволяет запоминать параметры слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок. Основной недостаток выражен в том, что отсутствие эффективного алгоритма сжатия информации приводит к большому объему файлов
PCX. Формат появился как формат хранения растровых данных программы PC PaintBrush фирмы Z-Soft и является одним из наиболее распространенных (расширение имени файла .PCX). В настоящее время достаточно редко используется, так как имеет ряд недостатков: недостаточность цветовых моделей, отсутствие возможности хранить изображения для цветоделения и др. (считается устаревшим).
PhotoCD. Формат разработан фирмой Kodak для хранения цифровых растровых изображений высокого качества (расширение имени файла .PCD). Сам формат хранения данных в файле называется Image Рас. Файл