Способ записи графической информации в файл называется

Обновлено: 07.07.2024

В этом разделе:

      • что такое формат графического файла;
      • хранение информации в файлах векторных форматов;
      • особенности стандартных векторных форматов;
      • представление информации в файлах растровых форматов;
      • особенности стандартных растровых форматов;
      • сохранение изображений в собственных и «чужих» форматах графических программ;
      • преобразование форматов файлов.

      Проблема сохранения изображений для последующей их обработки чрезвычайно важна. С ней сталкиваются пользователи любых графических систем. Изображение может быть обработано несколькими графическими программами прежде, чем примет свой окончательный вид. Например, исходная фотография сначала сканируется, затем улучшается её чёткость и производится коррекция цветов в программе Adobe PhotoShop . После этого изображение может быть экспортировано в программу рисования, такую как CorelDRAW или Adobe Illustrator, для добавления рисованных картинок. Если изображение создаётся для статьи в журнале или книги, то оно должно быть импортировано в издательскую систему QuarkXPress или Adobe PageMaker. Если же изображение должно появиться в мультимедиа-презентации, то оно, вероятнее всего, будет использовано в Microsoft PowerPoint, Macromedia Director или размещено на Web-странице.

      Формат графического файла — способ представления и расположения графических данных на внешнем носителе.

      В условиях отсутствия стандартов каждый разработчик изобретал новый формат для собственных приложений. Поэтому возникали большие проблемы обмена данными между различными программами (текстовыми процессорами, издательскими системами, пакетами иллюстративной графики, программами САПР и др.). Но с начала 80-х гг. официальные группы по стандартам начали создавать общие форматы для различных приложений. Единого формата, пригодного для всех приложений, нет и быть не может, но всё же некоторые форматы стали стандартными для целого ряда предметных областей.

      Пользователю графической программы не требуется знать, как именно в том или ином формате хранится информация о графических данных. Однако умение разбираться в особенностях форматов имеет большое значение для эффективного хранения изображений и организации обмена данными между различными приложениями.

      Важно различать векторные и растровые форматы.

      Векторные форматы

      Файлы векторного формата содержат описания рисунков в виде набора команд для построения простейших графических объектов (линий, окружностей, прямоугольников, дуг и т. д.). Кроме того, в этих файлах хранится некоторая дополнительная информация. Различные векторные форматы отличаются набором команд и способом их кодирования.

      В качестве примера рассмотрим описание простого рисунка в виде последовательности векторных команд. Пусть в вашем распоряжении имеются следующие векторные команды:

      Установить X, Y — установить в качестве текущей позицию ( X, Y ).

      Линия к X I, Y 1 — нарисовать линию от текущей позиции до позиции ( X I, Y 1), при этом позиция ( X I, Y 1) становится текущей.

      Линия X I, Y l, X 2, Y 2 — нарисовать линию с координатами её начала ( X I, Y 1) и координатами конца (Х 2 , Y 2), при этом текущая позиция не устанавливается.

      Окружность X, Y, <радиус> — нарисовать окружность, где ( X, Y ) — координаты центра, <радиус> — радиус в пикселях.

      Эллипс X 1, Y 1, X 2, Y 2 — нарисовать эллипс, ограниченный прямоугольником, где (X I, Y 1) — координаты левого верхнего угла этого прямоугольника, a (X 2, Y 2) — правого нижнего.

      Прямоугольник X 1, Y 1, X 2, Y 2 — нарисовать прямоугольник, где ( X I , Y 1) — координаты левого верхнего угла этого прямоугольника, а (Х 2, Y 2) — правого нижнего.

      Цвет рисования <цвет> — установить текущий цвет рисования <цвет>.

      Цвет закраски <цвет> — установить текущий цвет закраски <цвет>.

      Закрасить X, Y, <цвет границы> — закрасить произвольную замкнутую фигуру, где (X, Y) — координаты любой точки внутри замкнутой фигуры, <цвет границы> — цвет граничной линии.

      Требуется описать с помощью векторных команд изображение кораблика.

      Координаты рисунка задаются в прямоугольной декартовой системе координат, начало которой находится в верхнем левом углу.

      Решение:

      Цвет рисования Голубой

      Установить 270 ,1 00

      Линия к 440, 100

      Линия к 400, 140

      Линия к 310, 140

      Линия к 270, 100

      Цвет закраски Голубой

      Закрасить 320, 130, Голубой

      Цвет рисования Белый

      Цвет закраски Белый

      Окружность 310, 120, 5

      Закрасить 310,120, Белый

      Окружность 350, 120, 5

      Закрасить 350,120, Белый

      Окружность 400,120, 5

      Закрасить 400,120, Белый

      Цвет рисования Синий

      Цвет закраски Красный

      Установить 300,100

      Линия к 340, 20

      Линия к 340,100

      Линия к 300,100

      Закрасить 320,90, Синий

      Цвет рисования Коричневый

      Установить 340, 20

      Линия к 340,100

      Линия к 400, 100

      Линия к 340,20

      Цвет закраски Белый

      Закрасить 390, 90, Коричневый

      Формат графического файла определяет способ хранения графической информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия для уменьшения объёма файла).

      Растровые форматы используются для хранения растровых данных. Файлы этого типа особенно хорошо подходят для хранения реальных изображений, например фотографий и видеоизображений.

      Растровые файлы, по сути дела, содержат точную попиксельную карту изображения. Программа визуализации реконструирует это изображение на отображающей поверхности устройства вывода.

      Наиболее распространенные растровые форматы — это BMP, GIF, TIFF, JPEG и PSD.

      — формат хранения растровых изображений, разработанный компанией Microsoft.

      С форматом BMP работает огромное количество программ, так как его поддержка интегрирована в операционные системы Windows и OS/2.

      Формат BMP поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под ее управлением, способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет ( 16,7 млн. оттенков).

      Имена файлов BMP используют расширения *.bmp, *.dib и *.rle

      — стандартный растровый формат представления изображений в WWW.
      Формат GIF позволяет хорошо сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы), записывать изображение "через строчку" (Interlaced mode), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением.
      Применяется для хранения рисунков и анимации в Интернете.

      Имена файлов GIF используют расширение *.jpg .

      TIFF используется в полиграфии, при печати изображений.

      TIFF может сохранять векторную графику программы Photoshop, Alpha-каналы для создания масок в видеоклипах Adobe Premiere и др.
      Имена файлов TIFF используют расширение *.tiff и *.tif.

      — один из популярных графических форматов, применяемый для хранения фотоизображений.

      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.

      JPEG не подходит для сжатия изображений при многоступенчатой обработке, так как искажения в изображения будут вноситься каждый раз при сохранении промежуточных результатов обработки.

      Имена файлов JPEG используют расширения: .jpg, .jfif, .jpg, .JPG, или .JPE.

      — формат фирмы Adobe Photoshop с неразрушаемым сжатием.

      Формат PSD обеспечивает хранение полноцветных изображений со всеми их особенностями, каналами, масками, различными слоями, векторными фигурами, контурами, эффектами и т.п., известными и понятными только этой программе. Особо рекомендуется использовать при работе с Photoshop.

      Имена файлов PSD используют расширение *.psd.

      Векторные изображения состоят из математических формул, описывающих простые графические объекты, из которых и состоит векторный файл. Такой файл содержит информацию о том, где и какой объект находится.

      Векторные изображения различных форматов различает способ их создания и принципы кодирования графических объектов.

      Наиболее распространенных векторных форматов — WMF и CDR.

      Под графической информацией подразумевают всю совокупность информации, которая нанесена на самые различные носители — бумагу, пленку, кальку, картон, холст, оргалит, стекло, стену и т. д. В определенной степени графической информацией можно считать и объективную реальность, на которую направлен объектив фотоаппарата или цифровой камеры.

      Компьютерная графика - область информатики, изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.

      Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения на плоскости монитора.

      Машинная графика в настоящее время уже вполне сформировалась как наука. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений - от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Машинная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации.

      Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Применение во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, подготовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутренних органов по данным компьютерных томографов. В наши дни телевидение и другие рекламные предприятия часто прибегают к услугам машинной графики и компьютерной мультипликации. Использование машинной графики в индустрии развлечений охватывает такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

      История компьютерной графики

      Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бума­гу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций . Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными .

      Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) по­лучались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей. С помощью символьной печати программисты умудря­лись получать даже художественные изображения (Рис. 1). В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

      Рис. 1 Символьная печать.

      Затем появились специальные устройства для графиче­ского вывода на бумагу — графопостроители (другое на­звание — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображе­ния: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работо графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

      Настоящая революция в компьютерной графике про­изошла с появлением графических дисплеев. На экране гра­фического дисплея стало возможным получать рисунки, чер­тежи в таком же виде, как на бумаге с помощью каранда­шей, красок, чертежных инструментов Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Су­ществуют принтеры цветной печати, дающие качество ри­сунков на уровне фотографии.

      Представление графической информации в компьютере

      Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами: как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

      Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора.

      Объём растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объёма одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объём одной точки равен 1 биту, так как точка может быть либо чёрной, либо белой, что можно закодировать одной из двух цифр — 0 или 1.


      Информационный объём растрового изображения (V) определяется как произведение числа входящих в изображение точек (N) на информационный объём одной точки (q), который зависит от количества возможных цветов, т. е. V=N ⋅ q.

      При чёрно-белом изображении q = 1 бит (например, 1 — точка подсвечивается и 0 — точка не подсвечивается). Поэтому для хранения чёрно-белого (без оттенков) изображения размером 100x100 точек требуется 10000 бит.

      Если между чёрным и белым цветами имеется ещё шесть оттенков серого (всего 8), то информационный объём точки равен 3 бита (log28 = 3).

      Информационный объём такого изображения увеличивается в три раза: V = 30000бит.

      Рассмотрим, сколько потребуется бит для отображения цветной точки: для 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов — 4 бита; для 256 цветов — 8 битов (1 байт).


      Разные цвета и их оттенки получаются за счёт наличия или отсутствия трёх основных цветов (красного, синего, зеленого) и степени их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.


      Цветные изображения могут отображаться в различных режимах, соответственно изменяется и информационный объём точки (Рис. 4).


      Описание цвета пикселя является кодом цвета.

      Количество бит, отводимое на каждый пиксель для представления цвета, называют глубиной цвета (англ. color depth). От количества выделяемых бит зависит разнообразие палитры.

      Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

      Чем больше глубина цвета, тем больше объем графического файла.

      Для хранения растрового изображения размером 32x32 пикселя отвели 512 байтов памяти.

      Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

      Решение . Число точек изображения равно 32 ⋅ 3 2 = 1024. Мы знаем, что 512 байтов = 512 ⋅ 8=4096 бит. Найдём глубину цвета 4096÷1024=4. Число цветов равно 24 = 16.


      FF — наибольшая яркость цветовой компоненты, для получения различных оттенков одного и того же цвета изменяют яркость.

      Также следует отметить, что равное или почти равное сочетание цветовых компонент обозначает серый цвет разной интенсивности.

      Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов. Каждый примитив состоит из элементарных отрезков кривых, параметры которых (координаты узловых точек, радиус кривизны и пр.) описываются математическими формулами.

      Для каждой линии указываются её тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет, а замкнутые фигуры дополнительно характеризуются типом заливки.

      Рассмотрим, например, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:

      - координаты центра окружности;

      - значение радиуса r;

      - цвет заполнения (если окружность не прозрачная);

      - цвет и толщина контура (в случае наличия контура).

      Информация о векторном рисунке кодируется обычным способом, как хранятся тексты, формулы, числа, т. е. хранится не графическое изображение, а только координаты и характеристики изображения его деталей. Поэтому для хранения векторных изображений требуется существенно меньше памяти, чем растровых изображений.

      Кодирование графической информации

      Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой и цифровой.

      Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно — это пример аналогового представления.

      Изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета — это цифровое или еще именуют как дискретное представление.

      Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в цифровую. Этот процесс называется «кодирование», поскольку каждому элементу назначается конкретное значение в форме двоичного кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация. Ее можно сравнить с построением изображения из большого количества цветных фрагментов (метод мозаики).

      Графическая информация в аналоговой форме представляется в виде рисунка, картинки, а также слайда на фотопленке и полученную по нему аналоговую фотографию.

      Изображение кодируется в цифровую форму с использованием элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники или матрицы фиксированного размера, состоящей из точек (пикселей) со своими геометрическими параметрам.

      Современная компьютерная графика

      Научная графика. Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов науч­ных исследований, графическая обработка результатов рас­четов, проведение вычислительных экспериментов с нагляд­ным представлением их результатов (Рис. 6).


      Рис. 6 График комплексной функции в четырехмерном (4D) пространстве.

      Деловая графика. Эта область компьютерной графики предназначена для со­здания иллюстраций, часто используемых в работе различ­ных учреждений.

      Плановые показатели, отчетная докумен­тация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные ма­териалы (Рис. 7).


      Рис. 7 Графики, круговые и столбчатые диаграммы.

      Программные средства деловой графики обычно включа­ются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).

      Плановые показатели, отчетная докумен­тация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные ма­териалы (Рис. 7).

      Конструкторская графика. Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной гра­фики является обязательным элементом систем автомати­зации проектирования (САПР). Графика в САПР исполь­зуется для подготовки технических чертежей проектируе­мых устройств (Рис. 8).


      Рис. 8. Графика в САПР.

      Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наибо­лее удачной компоновки деталей, прогнозировать последст­вия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плос­кие изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные, изображения.

      Иллюстративная графика. Программные средства иллюстративной графики позволя­ют человеку использовать компьютер для произвольного ри­сования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, лине­ек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. По­этому они относятся к прикладному программному обеспече­нию общего назначения.

      Простейшие программные средства иллюстративной гра­фики называются графическими редакторами.

      Художественная и рекламная графика. Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая попу­лярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и мно­гое другое.

      Графические пакеты для этих целей требуют больших ре­сурсов компьютера по быстродействию и памяти. Отличи­тельной особенностью этого класса графических пакетов яв­ляется возможность создания реалистических (очень близ­ких к естественным) изображений, а также «движущихся картинок» (рис. 9).

      Для создания реалистических изображений в графиче­ских пакетах этой категории используется сложный матема­тический аппарат.



      Рис. 9 Художественная графика.

      Компьютерная анимация. Получение движущихся изображений на дисплее ЭВМ на­зывается компьютерной анимацией. Слово «анимация» означает «оживление».

      В недавнем прошлом художники-мультипликаторы со­здавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной ани­мации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объ­екта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опира­ющимися на математическое описание данного типа движе­ния. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

      Фрактальная графика. Фрактальная графика – одна из быстроразвивающихся и перспективных видов компьютерной графики. Математическая основа - фрактальная геометрия. Фрактал – структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является самоподобие (Фрактус – состоящий из фрагментов).

      Объекты называются самоподобными когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.


      Рис.10 Фрактальная фигура.

      Фрактальная графика основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранятся и изображение строится исключительно по уравнениям.

      Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

      Эффективная работа с графикой подразумевает не только хорошее владение определенными графическими программами, средствами для создания и обработки изображений, но и требует конкретных знаний в области представления и хранения графической информации.

      Если вы хотите создать рисунок, подготовить чертеж или, например, откорректировать фотографию, то наверняка столкнетесь с проблемой выбора правильного средства для достижения поставленной задачи и попытаетесь использовать имеющиеся возможности современных графических редакторов таким образом, чтобы достичь наиболее качественного результата.

      Как кодируется и хранится в ЭВМ графическая иформация, что такое графический формат изображения и как он влиет на его качество и размер? На эти и многие другие вопросы вы найдете ответ в этом разделе учебного пособия.

      Особенности графических форматов

      Как вы уже знаете, любая информация , хранящаяся в файле, - это последовательность байт . Каждый байт может принимать значение от 0 до 255 (2 8 -1). Способ записи информации с помощью последовательности байт и называют форматом файла. То есть, графический формат - это способ записи графической информации.

      Способ представления изображения оказывает влияние на возможности его редактирования, печати, на объем занимаемой памяти.

      Векторный формат

      Существуют два основных способа кодирования графической информации: векторный и растровый. При векторном, на котором мы сейчас не будем подробно останавливаться, рисунок представляется в виде комбинации простых геометрических фигур - точек, отрезков прямых и кривых, окружностей, прямоугольников и т. п. При этом для полного описания рисунка необходимо знать вид и базовые координаты каждой фигуры, например, координаты двух концов отрезка, координаты центра и диаметр окружности и т. д. Этот способ кодирования идеально подходит для рисунков, которые легко представить в виде комбинации простейших фигур, например, для технических чертежей.

      Растровый формат

      Растровый формат, с которым мы познакомимся подробнее, характеризуется тем, что все изображение по вертикали и горизонтали разбивается на достаточно мелкие прямоугольники - так называемые элементы изображения, или пикселы (от английского pixel - picture element ).

      В файле, содержащем растровую графику , хранится информация о цвете каждого пиксела данного изображения. Чем меньше прямоугольники, на которые разбивается изображение, тем больше разрешение ( resolution ), то есть, тем более мелкие детали можно закодировать в таком графическом файле.

      Размер ( size ) изображения, хранящегося в файле, задается в виде числа пикселов по горизонтали ( width ) и вертикали ( height ). Для примера, оптимальное разрешение 15-дюймового монитора, как правило, составляет 1024x768.

      Глубина цвета

      Кроме размера изображения, важной является информация о количестве цветов, закодированных в файле. Цвет каждого пиксела кодируется определенным числом бит ( bit ), то есть элементарных единиц информации, с которыми может иметь дело компьютер. Каждый бит может принимать два значения - 1 или 0. В зависимости от того, сколько бит отведено для цвета каждого пиксела, возможно кодирование различного числа цветов. Нетрудно сообразить, что если для кодировки отвести лишь один бит, то каждый пиксел может быть либо белым (значение 1), либо черным (значение 0). Такое изображение называют монохромным monochrome ).

      Далее, если для кодировки отвести четыре бита, то можно закодировать 2 4 =16 различных цветов, отвечающих комбинациям бит от 0000 до 1111. Если отвести 8 бит - то такой рисунок может содержать 2 8 =256 различных цветов (от 00000000 до 11111111), 16 бит - 2 16 =65 536 различных цветов (так называемый High Color ). И, наконец, если отвести 24 бита, то потенциально рисунок может содержать 2 24 =16 777 216 различных цветов и оттенков - вполне достаточно даже для самого взыскательного художника! В последнем случае кодировка называется 24-bit True Color. Следует обратить внимание на слово "потенциально": даже если в файле и отводится 24 бита на каждый пиксел, это еще не означает, что вы действительно сможете насладиться такой богатой палитрой - ведь технические возможности мониторов ограничены.

      RGB-модель

      Способ разделения цвета на составляющие компоненты называется Цветовой моделью. В компьютерной графике применяются три цветовые модели: RGB, CMYK и HSB.

      Наиболее распространенным способом кодирования цвета является модель RGB. При этом способе кодирования любой цвет представляется в виде комбинации трех цветов: красного ( Red ), зеленого ( Green ) и синего ( Blue ), взятых с разной интенсивностью. Интенсивность каждого из трех цветов - это один байт (т. е. число в диапазоне от 0 до 255), который хорошо представляется двумя 16-ричными цифрами (числом от 00 до FF). Таким образом, цвет удобно записывать тремя парами 16-ричных цифр, как это принято, например, в HTML-документах.

      В языке гипертекстовой разметки документов HTML цвета можно задавать так: черный - 000000, белый - FFFFFF, желтый - FFFF00 и т. д.; чтобы получить более темный желтый цвет, надо одинаково уменьшить интенсивности красного и зеленого - A7A700.

      Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем ярче этот цвет. При наложении одной составляющей на другую яркость суммарного цвета также увеличивается.

      Цветовая модель CMYK

      Цветовая модель CMYK соответствует рисованию красками на бумажном листе и используется при работе с отраженным цветом, т. е. для подготовки печатных документов.

      Цветовыми составляющими этой модели являются цвета: голубой ( Cyan ), лиловый ( Magenta ), желтый ( Yellow ) и черный ( Black ). Эти цвета получаются в результате вычитания основных цветов модели RGB из белого цвета. Черный цвет задается отдельно. Увеличение количества краски приводит к уменьшению яркости цвета.

      Цветовая модель HSB

      Системы цветов RGB и CMYK связаны с ограничениями, накладываемыми аппаратным обеспечением (монитор компьютера в случае RGB и типографские краски в случае CMYK ).

      Цветовая модель HSB наиболее удобна для человека, т. к. она хорошо согласуется с моделью восприятия цвета человеком. Компонентами модели HSB являются:

      • тон ( Hue );
      • насыщенность ( Saturation );
      • яркость цвета ( Brightness )

      Тон - это конкретный оттенок цвета. Насыщенность характеризует его интенсивность или чистоту. Яркость же зависит от примеси черной краски, добавленной к данному цвету.

      Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Точка в центре соответствует белому цвету, а точки по границе окружности - чистым цветам. Направление вектора определяет цветовой оттенок и задается в угловых градусах. Длина вектора определяет насыщенность цвета. Яркость цвета задают на отдельной оси.

      Особенности растровой графики

      Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой представлена цветной точкой.

      При оцифровке изображения оно делится на такие крошечные ячейки, что глаз человека их не видит, воспринимая все изображение как целое. Сама сетка получила название растровой карты, а ее единичный элемент называется пикселом.

      Пикселы подобны зернам фотографии и при значительном увеличении они становятся заметными. Растровая карта представляет собой набор ( массив ) троек чисел: две координаты пиксела на плоскости и его цвет.

      В отличие от векторных изображений, при создании объектов растровой графики математические формулы не используются, поэтому для синтеза растровых изображений необходимо задавать разрешение и размеры изображения.

      С помощью растровой графики можно отразить и передать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению. Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глубину резкости.

      Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем "захвата" кадра видеосъемки. Растровые изображения можно получить и непосредственно в программах растровой или векторной графики путем преобразовании векторных изображений.

      Существует множество форматов файлов растровой графики , и каждый из них предусматривает собственный способ кодирования информации об изображении. Перечислим особенности лишь наиболее распространенных форматов.

      Из большого числа форматов графических файлов в Интернете сейчас широко используются только два - GIF и JPEG . О них и поговорим подробнее.

      GIF - формат

      Популярный формат GIF разработан фирмой CompuServe , как не зависящий от аппаратного обеспечения. Он предназначен для хранения растровых изображений с сжатием. В одном файле этого формата может храниться несколько изображений. Обычно эта возможность используется для хранения анимированных изображений (как набор кадров).

      GIF-формат позволяет записывать изображение "через строчку" ( Interlaced ), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением. Эта возможность широко применяется в Интернет. Сначала вы видите картинку с грубым разрешением, а по мере поступления новых данных ее качество улучшается. Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может содержать не более 256 цветов. Для полиграфии этого явно недостаточно.

      JPEG - формат

      Формат файла JPEG ( Joint Photographic Experts Group - Объединенная экспертная группа по фотографии ) был разработан компанией C- Cube Microsystems, как эффективный метод хранения изображений с большой глубиной цвета, например, получаемых при сканировании фотографий с многочисленными едва уловимыми (а иногда и неуловимыми) оттенками цвета.

      Самое большое отличие формата JPEG от других форматов состоит в том, что в JPEG используется алгоритм сжатия с потерями (а не алгоритм без потерь).

      Алгоритм сжатия без потерь так сохраняет информацию об изображении, что распакованное изображение в точности соответствует оригиналу. При сжатии с потерями приносится в жертву часть информации об изображении, чтобы достичь большего коэффициента сжатия.

      Сжатие, используемое в формате JPEG, необратимо искажает изображение. Это не заметно при его простом просмотре, но становится явным при последующих манипуляциях. Зато размер файла получается от 10 до 500 раз меньше, чем BMP! Если вы решили записать изображение в формате JPEG, то лучше выполнить все необходимые операции перед первой записью файла.


      В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

      Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

      Получите невероятные возможности



      2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.


      3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.

      Конспект урока "Графические файлы"

      При работе на компьютере мы часто используем различные типы информации: текстовую, видеоинформацию, звуковую, графическую и прочие.

      Сегодня мы с вами узнаем о том, что подразумевают под графическим файлом, что такое компьютерная графика, а также познакомимся с историей возникновения компьютерной графики.

      В начале урока давайте узнаем, что такое файл.

      Файл – это информация, которая хранится как единое целое и имеет своё название – имя файла. В каждом файле хранится однотипная информация: текстовая, графическая и прочие.

      Все картинки и фотографии в компьютере, телефоне и на прочих устройствах хранения информации являются графическими файлами.

      Как уже говорилось ранее, у каждого файла есть имя. Оно состоит из двух частей, которые разделены между собой первой справа точкой. Первая часть является именем, а вторая – расширением файла.

      Рассмотрим пример. Нам дано имя файла «Пальмы.jpg». «Пальмы» – это имя файла, а вот «jpg» – его расширение. Расширение помогает определить, какого типа информация хранится в файле. В нашем случае расширение «jpg» указывает на то, что это графический файл, то есть в нём содержится картинка или фотография.

      Существует огромное количество графических расширений. Рассмотрим некоторые из них.

      Графические расширения делятся на два типа: растровые и векторные.

      Графические изображения, которые имеют растровое расширение, содержат в себе элементы растровой графики. В растровой графике изображение представляется в виде пикселей (точек) разного цвета. При большом увеличении изображения можно увидеть, что оно состоит из клеточек.


      Витя: «То есть одна клеточка и есть пиксель?»

      Всё верно. При сохранении изображения в растровом расширении в память компьютера вносятся данные о каждой клеточке в отдельности, то есть её расположение и цвет.

      А сейчас давайте узнаем, какие расширения относятся к растровым.

      «BMP». Это расширение было разработано компанией Microsoft. С этим форматом работает огромное количество программ, так как его поддержка уже встроена в операционные системы Windows.

      Следующее расширение – «JPG». Оно является одним из самых популярных и используется в основном для хранения фотоизображений и подобных им. Файлы, которые содержат данные «JPG», могут иметь ещё несколько похожих расширений: .jpg; .jpe; .jpf; .jpx; .jp2; .j2c; .j2k; .jpc; .jps.

      «PNG». Преимущество этого расширения в том, что оно позволяет сохранять изображения без фона. В то время, как, например, у расширения «JPG» нет таких возможностей.

      «GIF». В основном это расширение используется для сохранения изображений с анимацией.

      Ну и последнее растровое расширение, которое мы с вами рассмотрим, – «PSD». Это родной формат Photoshop. То есть при сохранении созданного в фотошопе изображения, оно будет иметь именно такое расширение. С его помощью сохраняются все слои изображения, эффекты, которые были применены к слоям, и многое другое.

      Также следует помнить, что при сохранении изображения в растровом графическом редакторе, можно самостоятельно из списка выбрать нужное расширение.

      Витя: «А чем же растровые расширения отличаются от векторных?»

      При векторном представлении изображение рассматривается как совокупность простых геометрических примитивов. То есть изображение делится на овалы, линии, прямоугольники и прочие фигуры. При сохранении в компьютер вносятся данные о простых фигурах, которые составляют наше изображение, их расположении и характеристиках.

      Витя: «Какие расширения относятся к векторным?»

      Рассмотрим несколько таких расширений.

      Первое расширение, «CDR», относится к родному формату программы Corel Draw. То есть все изображения, которые создаются в данной программе, автоматически сохраняются в этом формате.

      Следующее расширение – «SVG». Такой формат применяется при сохранении изображений для веб-страниц.

      Ну и ещё одно расширение – «WMF». Это расширение является универсальным для графических файлов, которые используются в приложениях Windows. Оно также было разработано компанией Microsoft.

      А сейчас переходим непосредственно к компьютерной графике.

      Компьютерная графика – это раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки графических изображений на компьютере.

      Витя: «Может, для начала познакомимся с историей создания компьютерной графики?»

      Давайте так и сделаем.

      Компьютерная графика является одним из наиболее «молодых» направлений информатики. Но обо всём по порядку.

      Первые вычислительные машины предоставляли информацию в виде длинных колонок чисел. Для того, чтобы структурировать эту информацию, то есть представить в графическом виде, человеку приходилось брать в руки карандаши, линейку и другие чертёжные принадлежности. То есть вручную представлять полученную от компьютера информацию в виде таблиц, графиков и прочего, так как именно в таком виде информация становится более понятной, доступной и наглядной.

      Витя: «Но это же очень и очень сложно!»

      Вот именно поэтому и возникла идея поручить графическую обработку информации самому компьютеру.

      Всё началось с того, что одному из программистов пришла в голову идея использовать печатающие устройства для вывода картинок и фотографий. Рисунки делались при помощи различных символов. А при выводе на печать получалась фотография. В дальнейшем такой способ начали использовать для печати графиков и изображений в научных целях.


      В 1951 г. в военном компьютере «Вихрь», встроенном в систему противовоздушной обороны США, впервые был использован монитор как средство отображения визуальной и графической информации. И это стало началом эры компьютерной графики.

      В 1957 г. Рассел Кирш создал первый барабанный сканер для компьютера и сделал с его помощью первое цифровое изображение. На нём был запечатлён трёхлетний сын изобретателя. Размер же этого изображения составлял 5х5 см.


      В 1961 г. была создана одна из первых цифровых компьютерных игр Spacewar. В качестве дисплея использовался осциллограф.


      В 1963 г Айвен Сазерленд написал компьютерную программу «Альбом».


      С помощью этой программы и специального светового пера можно было рисовать на дисплее векторные фигуры и сохранять их. Также электронные чертежи можно было изменять так, как угодно пользователю, копировать их и сохранять. Ещё одним важнейшим изобретением «Альбома» были инструменты автоматического рисования геометрических фигур. Например, для рисования квадрата было достаточно указать его местоположение и размеры.

      В 1964 г. Эдвард Зейджек создал первую компьютерную анимацию – движение спутника вокруг Земли.

      А вот в 1968 г. Николай Николаевич Константинов, советский и российский математик, создал компьютерную математическую модель движения кошки. То есть изначально была написана специальная программа для машины БЭСМ-4. Эта машина выполняла все команды программы, в результате чего рисовался мультфильм. Для визуализации использовался алфавитно-цифровой принтер. То есть при помощи принтера на бумагу выводилось каждое движение кошки, после чего все рисунки собирались кадр за кадром в ленту и получался мультик.

      Витя: «Ух ты! Как интересно!»

      А ещё в 1964 г. появляется возможность запоминать изображения и выводить их на экран.

      А сейчас давайте вернёмся в наше время и ответим на вопрос: в каких сферах применяется компьютерная графика?

      Витя: «В фильмах, мультфильмах, играх. Да вообще много где!»

      Верно. Компьютерная графика прочно вошла в нашу повседневную жизнь. На сегодняшний день нет практически ни одной деятельности человека, где бы не применялась компьютерная графика.

      Давайте более подробно рассмотрим области применения компьютерной графики.

      А начнём мы с вами с операционной системы. При загрузке компьютера у нас загружается графический интерфейс, который помогает пользователю общаться с компьютером. Для создания графического интерфейса и использовалась компьютерная графика. Без него было бы очень сложно пользоваться компьютером.

      В науке компьютерная графика используется для наглядного отображения объектов научных исследований. То есть при помощи неё строятся различные чертежи, графики, диаграммы и прочие графические модели. Так, например, для того, чтобы наглядно показать, как изменяется температура воздуха в течение года, лучше всего использовать графики, а не таблицы. Также их можно использовать для того, чтобы посмотреть вашу успеваемость по четвертям в школе, например, по информатике, и сделать вывод о том, лучше вы стали учиться или хуже.

      Идём дальше. При изобретении новой техники также используется компьютерная графика. Ведь перед тем, как построить самолёт или автобус, нужно сконструировать его модель. Всё это можно сделать при помощи специальных программ.

      Каждый день мы смотрим телевизор, открывая любую газету или журнал и даже просто гуляя по городу, мы видим рекламу. Компьютерная графика очень активно используется для создания рекламно-полиграфической продукции, телевизионных, рекламных роликов и презентаций.

      Без дизайна в наши дни не обходится ни одна сфера деятельности. Промышленный дизайн, графический дизайн, дизайн интерьеров, web-дизайн, game-дизайн, рекламный дизайн. И все они не обходятся сегодня без компьютерной графики.

      Витя: «При рисовании на компьютере тоже используется компьютерная графика?»

      Да. Для творческого самовыражения человека также можно использовать компьютерную графику. К примерам относятся цифровые фотографии, живопись, компьютерная анимация и прочие.

      Как мы с вами знаем, с помощью компьютерной анимации задаётся движение тех или иных объектов. То есть кадр за кадром прорисовывается каждое движение персонажа. А после объединения всех этих кадров и создаётся впечатление, что наш персонаж двигается. Такие ролики используются в мультипликации, художественных фильмах, компьютерных играх и рекламе.

      Самым популярным примером является использование компьютерной графики в видеоиграх. С их помощью можно перенестись в фантастический мир, в котором можно сражаться с врагами или доисторическими чудовищами.

      Бесспорно, видеоигры – хороший способ провести свободное время, однако они ещё используются и для более серьёзных целей. Так, например, существуют специальные тренажёры, с помощью которых имитируется, например, полёт на самолёте в различных погодных условиях или вождение автомобиля. Таким образом, с помощь тренажёров можно получить очень много полезных навыков.

      Как вы можете видеть, компьютерная графика применятся во многих сферах деятельности человека и в век компьютерных технологий без неё никуда.

      А сейчас пришла пора подвести итоги урока.

      Сегодня мы с вами узнали, что относится к графическим файлам и какие бывают расширения изображений.

      Читайте также: