Получение и создание графических изображений. Форматы графических файлов

Сегодня на уроке мы вспомним:

· что такое графическое изображение и как его получить.

· Типы графических редакторов

· Виды цветовых моделей.

· Форматы графических файлов.

К графическим объектам можно отнести все возможные графические изображения. Это могут быть картины, фотографии, схемы, чертежи, графики, диаграммы, иллюстрации, в том числе и трёхмерные и многое другое. Графические объекты можно получить с помощью компьютера несколькими способами: создать самостоятельно или ввести с одного из специализированных устройств.

Устройствами, используемыми для ввода в компьютер графической информации, являются:

· Фотоаппараты;

· Сканеры

· Микроскопы;

· Графические планшеты и так далее.

Графические планшеты используются для рисования и для ввода рукописного текста. Для этого применяется специальная ручка, которой можно чертить, рисовать, добавлять заметки и подписи к электронным документам.

Основными техническими характеристиками графических планшетов являются:

· разрешающая способность;

· способность реагировать на силу нажатия пера.

Разрешающая способность – это количество точек на экране монитора, на которые сместиться курсор при перемещении пера по планшету на один дюйм. Измеряется в lpi (количество линий на дюйм).

Сканеры используются для оцифровки изображений, то есть оптического ввода в компьютер и преобразования в электронную форму.

Вспомним принцип работы сканера:

В чёрно-белых сканерах сканируемое изображение освещается белым светом, а в цветных – тремя основными цветами: красным, синим и зелёным.

Светочувствительные элементы воспринимают отражённый свет и последовательно считывают изображение, преобразуя его в компьютерный формат.

Минимальный элемент изображения понимается сканером в виде серой или цветной точки.

В итоге сканирования документа получается графический файл, который хранит растровое изображение первоначального документа, состоящее из точек.

Размер изображения и разрешение сканера определяют количество точек.

Разрешение – это количество отснятых точек на дюйм изображения, получаемых сканером с объекта во время работы. Единицей измерения разрешения изображения является dpi.

Сканирование также характеризуется глубиной цвета – это количество оттенков, которые устройство может распознать.

Количество деталей изображения, которые может вводить сканирующее устройство, увеличивается с ростом разрядности:

· При однобитном сканировании все тона исходного изображения воспроизводятся как чёрный или белый.

· При восьмибитном – 256 = 2⁸ различных уровней серого.

· А глубина цвета в 24 бита соответствует 16 777 216 = 2²⁴ цветовых оттенков.

Вспомним этапы сканирования с использованием планшетного сканера:

1. Включение сканера.

2. Расположение документа на стекле под крышкой.

3. Запуск программы, которая поставляется вместе с устройством или скачена с официального сайта производителя устройства.

4. Указание типа сканируемого документа. Например, для фотосканера это могут быть фото, газета, текст, цветной негатив и так далее.

5. Задание типа изображения:

· Чёрно-белое – сканирование чёрно-белых изображений.

· Оттенки серого – сканирование изображений в высоком качестве в восьмибитных оттенках серого.

· Цветное – сканирование изображений высокого качества в двадцати четырёхбитном цвете.

1. Указание приложения или устройства вывода информации, для которого сканируется изображение – это параметр «Назначение».

2. Запуск предварительного сканирования. Обычно это нажатие на кнопку «Просмотр». В появившемся окне предварительного просмотра покажется первоначальный результат. Если он неудовлетворительный, то изменяют настройки и повторно запускают предварительное сканирование.

3. Указание в основном окне сканирования папки назначения и имени создаваемого файла.

4. Нажатие кнопки «Сканировать».

Создание графических изображений

Чтобы создать графическое изображение можно воспользоваться также и инструментами разных графических редакторов или графических процессоров.

Графический редактор – это программа, которая позволяет создать и изменить графическое изображение на экране компьютера, а затем сохранить его в формате графического файла.

Графический процессор – это графический редактор, который обладает дополнительными интеллектуальными средствами.

Графические процессоры позволяют:

· Обработать изображение с помощью разных графических эффектов.

· Преобразовать масштаб, формат, палитру.

· Работать с многослойными изображениями.

· Получить изображения со сканера и других цифровых устройств и многое другое.

В каждом графическом редакторе есть и текстовый редактор, с помощью которого можно набирать и редактировать текст.

Графические редакторы, у которых есть довольно большой функционал называют графическими пакетами. Они отличаются методами построения и областями применения.

Для создания и редактирования рисунков пользуются программами иллюстративной графики. К ним относятся:

· Adobe Phoroshop

· CorelDRAW

· Adobe Illustrator и другие.

Для решения научных и каких-то производственных задач используют программы научной графики. Современное программное обеспечение делает возможным проведение вычислительных экспериментов с иллюстрированным представлением их результатов.

Программные средства, содержащие электронные таблицы и офисные пакеты используются для создания деловой графики.

Графики, диаграммы, чертежи и так далее создают при помощи пакетов инженерной и конструкторской графики. К ним относятся такие программы как:

· Grapher

· AutoCAD

· ArciCAD и так далее.

Для создания и редактирования движущихся изображений на экране монитора используют программы компьютерной анимации. В этих программах выполняются расчёты движений, которые опираются на их математическое описание, и показываются все промежуточные состояния между начальным и конечным положением объектов, которые двигаются.

К таким программам относятся:

· Adobe Animate

· Adobe After Effects

· Adobe Character Animator

· Pixel Studio

· MotionBook и другие.

Графические редакторы делятся на растровые и векторные. Зависит от того какими методами обрабатываются и сохраняются изображения. Но есть и такие редакторы, которые могут обрабатывать, как растровые изображения, так и векторные.

Вспомним, что это за изображения такие.

Растровым графическим изображением является совокупность данных о цвете отдельных элементов изображения – пикселей, которые создают строки и столбцы, так называемую матрицу точек. Растровые изображения высококачественные, но из-за того, что необходимо сохранять информацию о каждой точке изображения, они занимают большой объём памяти. И к тому же такие изображения плохо поддаются разным преобразованиям, включая масштабирование. В данном случае масштабирование – это изменение размера изображения, то есть его уменьшение или увеличение.

Графические редакторы, которые позволяют работать с растровыми изображениями чаще всего используются художниками-иллюстраторами, например, чтобы опубликовать изображение в Интернете, подготовить изображение к печати на фотобумаге или типографским способом. В качестве дополнительных инструментов растровые графические редакторы могут содержать инструменты для редактирования векторных изображений.

Растровыми редакторами являются:

· Adobe Photoshop;

· Paint.NET;

· Photo! Editor;

· Capture One Pro.

Векторное графическое изображение состоит из геометрических фигур, называемых ещё геометрическими примитивами, которые описаны математическими формулами. К геометрическим примитивам относятся простые геометрические фигуры, такие как линия, эллипс, прямоугольник, окружность и так далее. Математические формулы помогают описать форму, цвет, толщину, положение в пространстве и так далее геометрических примитивов, из которых и состоит изображение. Векторные изображения, в отличие от растровых, легко масштабировать, они занимают небольшой объём памяти, но имеют менее богатую палитру, чем растровые.

Векторные графические редакторы чаще всего используют, чтобы разработать и создать печатную продукцию, например, буклеты, этикетки, брошюры, научные иллюстрации, визитки и тому подобное.

Векторными редакторами являются:

· ФотоШОУ PRO;

· CorelDRAW;

· Inkscape;

· Adobe Illustrator и другие.

В программах для работы с анимацией и трёхмерной графикой используют и векторные и растровые изображения. Трёхмерную компьютерную графику применяют:

· в кино- и телеиндустрии;

· архитектурной визуализации;

· науке;

· печатной продукции;

· компьютерных играх и так далее.

Для кино и телевидения чаще всего используется графический редактор Autodesk Maya. Это многофункциональный графический 3D редактор, предназначенный для решения сложных задач, таких как создание анимации, виртуальной реальности, персонажей, рендеринга, моделирования и много другого.

Ещё также популярна программа 3Ds Max. Она широко используется в кино и телевидении, для создания игр и виртуальной реальности, проектирования зданий, анимации и так далее.

Характеристики изображений

Характеристиками растрового изображения являются пространственное разрешение и глубина цвета.

Пространственным разрешением является величина, которая определяет количество точек (пикселей) по горизонтали и вертикали.

Глубина цвета показывает, сколько битов памяти необходимо для представления цвета одного пикселя растрового изображения.

Пространственное разрешение и глубина цвета влияют на качество изображения: чем больше, тем лучше. Но чем качественнее изображение, тем больше объёма памяти оно занимает.

Чтобы количественно описать цвета, используют цветовые модели. Они предназначены для указания параметров формирования цвета.

Разделяют следующие цветовые модели:

· RGB;

· CMYK;

· HSB .

В основе модели RGB лежат 3 основных цвета: красный, зелёный и синий. Остальные цвета создаются путём смешения их оттенков. Для указания цвета пикселя в модели RGB, нужно указать интенсивность каждого цвета. Минимальное значение интенсивности – это ноль, а максимальное – двести пятьдесят пять. Таким образом, цвет в данной цветовой модели описывают тремя значениями в диапазоне от 0 до 255.

Давайте вспомним несколько вариантов получения цвета в цветовой модели RGB.

Чаще всего цветовая модель RGB используется для изображений, которые просматривают на экране монитора.

Для полиграфии используют цветовую модель CMYK.

Её основными цветами являются голубой, жёлтый, пурпурный и чёрный. Цвета в модели CMYK получаются путём вычитания жёлтого, пурпурного и голубого цветов из чёрного.

Считается, что ближе к человеческому восприятию цветов является цветовая модель HSB.

В ней цвета получают не смешением или вычитанием цветов, а за счёт управления тремя параметрами:

· цветовым тоном (Hue);

· насыщенностью (Saturation);

· и яркостью (Brightness).

Цветовая модель HSB используется только для виртуальной графики. Она не совмещается с печатными устройствами.

Форматы графических файлов

Для сохранения графических изображений имеется много разных форматов файлов. Форматы указывают каким способом записать графическую информацию и метод её сжатия. Отличают их:

· Объём памяти нужный для хранения изображения

· Качество изображения

· Скорость преобразования

· Возможности поддерживать разные цветовые модели, прозрачность и так далее.

Существуют форматы, которые используют для сохранения изображения алгоритм сжатия с потерей качества и алгоритм сжатия без потерь.

В форматах с алгоритмом сжатия с потерей качества отбрасывается избыточная для человеческого восприятия информация, что приводит к уменьшению объёма файла. Но чаще всего алгоритмы сжатия приводят к тому, что потеря данных необратима и, таким образом, изменённое изображение не подлежит восстановлению в первоначальный вид. Алгоритмы сжатия без потерь дают возможность восстановить качество исходного изображения.

Давайте вспомним одни из часто используемых форматов растровых графических файлов:

JPEG

Один из самых часто используемых форматов. В данном формате используются для сжатия изображения алгоритмы с потерей качества, путём преобразования группы пикселей, расположенных по соседству по горизонтали и вертикали в один пиксель с усреднённым цветом. Не поддерживает прозрачность изображения.

BMP

Универсальный формат, сохраняющий изображение попиксельно, без потери качества. Качество изображений такого формата высокое, но и объём файла большой.

TIFF

Данный формат чаще всего используют для создания графической печатной продукции – упаковок, плакатов, этикеток, баннеров и так далее. Формат характеризуется высоким качеством картинки с повышенной глубиной цвета и несколькими вариантами сжатия данных: с потерями в качестве и без потерь. Поддерживает многослойность.

GIF

Файл данного формата представляет из себя изображение, достаточно часто сопровождающееся анимацией. Поддерживает прозрачность и сжатие данных без потери качества.

jpg

Формат использует сжатие без явных потерь качества и считается заменой формата изображения GIF. Но не поддерживают анимацию. Часто используется в Интернете. Поддерживает прозрачность.

Вспомним, также и несколько форматов векторных графических файлов:

СDR

Изображение такого формата может быть и растровым, и векторным, может содержать текст и даже страницы. Создаётся с использованием программы CorelDRAW. Чаще всего для создания чертежей и изображений.

SVG

Файл с таким форматом – это двумерное векторное изображение, которое может быть статичным, анимированным или интерактивным, дополненное текстом, элементами растровой графики или визуальными эффектами. Отличается тем, что есть возможность масштабировать, то есть увеличивать, изображение без потери качества.

AI

Формат создан специально для программы Adobe Illustrator. Характеризуется высоким качеством изображения даже при значительном его масштабировании.

В конце урока попробуйте ответить на следующие вопросы:

В чём измеряется разрешающая способность?

Что такое векторное графическое изображение?

Какую цветовую модель используют для полиграфии?

Правда ли, что алгоритмы сжатия без потерь не дают возможность восстановить качество исходного изображения?

Внимательно посмотрев урок, вам не составит труда ответить на вопросы.