ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
1. Классификация компьютерной графики.
2. Растровая графика.
3. Графические редакторы растрового типа.
4. Векторная графика.
5. Графические редакторы векторного типа.
6. Форматы графических данных.
1. Классификация компьютерной графики
В настоящее время принято классифицировать компьютерную графику
по различным признакам.
1. По способу формирования изображений:
–
растровая – занимает большой объем в памяти компьютера, т. к.
хранит характеристики каждого пикселя изображения; при увеличении
теряет качество изображения; используется в фото, кино, при сканировании,
в полиграфии;
–
векторная – состоит из линий и фигур; занимает небольшой объем
в памяти компьютера, т. к. хранит параметры линий; при увеличении
не теряет качество изображения; используется в чертежах, схемах,
в оформительских работах и т. д .;
–
фрактальная – состоит из фракталов, которые подобны друг другу и
всей фигуре целиком; основана на математических вычислениях; занимает
небольшой объем в памяти компьютера, т. к. хранит не объекты, а уравнения,
по которым они строятся; используется для создания причудливых
изображений, в развлекательных программах, в компьютерных играх, при
создании текстур, фонов, изображений природы (моря, листвы...).
2. По размерности изображений: 2D графика; 3D графика.
3. По назначению различают следующие виды графики: деловая,
научная, когнитивная, инженерная, иллюстративная, презентационная,
компьютерная живопись, компьютерная анимация и др.
4. По цветности изображений: черно-белая графика и цветная.
2. Растровая графика
Растровая графика описывает изображения с использованием цветных
точек, называемых пикселями, расположенных на сетке. Изображение
описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что
создает изображение примерно также как в мозаике.
1. Растровый графический редактор – специализированная программа,
предназначенная для создания и обработки изображений. Подобные
программные продукты нашли широкое применение в работе художников-
иллюстраторов, при подготовке изображений к печати типографским
способом или на фотобумаге, публикации в Интернете.
Растровые графические редакторы позволяют пользователю рисовать и
редактировать изображения на экране компьютера. Также сохранять их

в различных растровых форматах, таких как, например, JPEG и TIFF,
позволяющих сохранять растровую графику с незначительным снижением
качества за счѐт использования алгоритмов сжатия с потерями. PNG и GIF,
поддерживающими хорошее сжатие без потерь, и BMP, также
поддерживающем сжатие (RLE), но в общем случае, представляющем собой
несжатое «попиксельное» описание изображения.
Достоинством растровых редакторов является высокая точность
в передаче цветов и полутонов, высокая скорость и относительная простота
работы.
Недостатком является очень большой объем памяти, требующийся
для хранения растровых изображений.
Другим недостатком является так называемая пикселизация
изображений при их увеличении. Раз в оригинале присутствует определенное
количество точек, то при увеличении масштаба увеличивается размер точек,
и в результате дискретность изображения становится заметной, то есть само
изображение искажается.
Основой растрового представления графики является пиксель (точка)
с указанием ее цвета. При описании приходится указывать цвет каждой
точки. Изображение представляется в виде большого количества точек – чем
их больше, тем визуально качественнее изображение и больше размер файла.
Т. е . одна и та же 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).
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 на устройства с более низким
разрешением, чем разрешение самого изображения, понизит его качество.
Кроме того, 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. Добавление пикселей приводит
к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам приходится
давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами.
Распространены форматы .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx и др.

3. Графические редакторы растрового типа
Растровые графические редакторы используют матрицу точек (bitmap)
для представления изображения. Однако большинство современных
растровых редакторов содержат векторные инструменты редактирования
в качестве вспомогательных.
Наиболее известные растровые редакторы:
 AdobePhotoshop – самый популярный редактор;
 AdobeFireworks(также известный как FW) – растровый и векторный
графический редактор для веб-дизайнеров и разработчиков;
 CorelPaintShopPro – растровый графический редактор, выпускаемый
компанией JascSoftware с 1992 года. Позже спектр функций был
расширен для работы с векторной графикой;
 CorelPainter – программа, предназначенная для цифровой живописи и
рисунка;
 GIMP – самый популярный свободный бесплатный редактор;
 MicrosoftPaint – простой растровый графический редактор компании
Microsoft, входящий в состав операционной системы Windows;
 Krita – свободный растровый редактор из пакетов KOffice и KAtelier.
AdobePhotoshop. Photoshop – это программа растровой графики
(любой элемент изображения строится по точкам), профессиональный
графический редактор, который при этом достаточно прост в освоении и
использовании.
Photoshop позволяет редактировать существующие изображения,
а также создавать новые. AdobePhotoshop является безусловным лидером
среди профессиональных графических редакторов за счет своих широчайших
возможностей, высокой эффективности и скорости работы.
Основное назначение программы AdobePhotoshop – создание фото
реалистических изображений, работа с цветными сканированными
изображениями,
ретуширование,
цветокоррекция,
коллажирование,
трансформации, цветоделение и другое.
4. Векторная графика
Основным логическим элементом векторной графики является
геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые
геометрические фигуры (так называемые примитивы – прямоугольник,
окружность, эллипс, линия), составные фигуры или фигуры, построенные из
примитивов, цветовые заливки, в том числе градиенты.
В векторной графике базовым элементом изображения является линия.
Линия описывается математически как единый объект, поэтому объем
данных для хранения изображения уменьшается. Например, если
изображение состоит из отрезка прямой, проведенной по диагонали экрана,
то при растровой графике необходимо хранить параметры (цвет) каждой
точки экрана. Если же используется векторная графика, то необходимо
хранить цвет всего экрана (1-й параметр), вид линии (2-й параметр),

координаты начала и конца линии (3-й
–
6-й параметры) и цвет линии (7-й
параметр). То есть всего нужно 7 параметров (чисел). Это займет
существенно меньше места, чем в случае растрового изображения.
Векторные графические редакторы позволяют пользователю создавать
и редактировать векторные изображения непосредственно на экране
компьютера, а также сохранять их в различных векторных форматах,
например, CDR, AI, EPS, WMF или SVG.
Линия – элементарный объект векторной графики. Как и любой объект,
линия обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной, цветом,
начертанием (сплошная, пунктирная). Замкнутые линии приобретают
свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено
другими объектами (текстуры, карты) или выбранным цветом. Простейшая
незамкнутая линия ограничена двумя точками, называемыми узлами. Узлы
также имеют свойства, параметры которых влияют на форму концов линии и
характер сопряжения с другими объектами. Прочие объекты векторной
графики состоят из линий.
Основные инструменты векторных редакторов:
–
кривые Безье – позволяют создавать прямые, ломаные и гладкие
кривые, проходящие через узловые точки, с определѐнными касательными
в этих точках;
–
заливка – позволяет закрашивать ограниченные области
определѐнным цветом или градиентом;
–
текст создаѐтся с помощью соответствующего инструмента, а потом
часто преобразуется в кривые, чтобы обеспечить независимость изображения
от шрифтов, имеющихся (или отсутствующих) на компьютере, используемом
для просмотра;
–
набор геометрических примитивов;
–
карандаш – позволяет создавать линии «от руки». При создании таких
линий возникает большое количество узловых точек, от которых
в дальнейшем можно избавиться с помощью «упрощения кривой».
Достоинством векторных редакторов является существенно меньший,
чем в растровых редакторах, объем памяти для хранения изображения. Кроме
того, можно построить изображение любого размера с любой степенью
подробности.
Недостатком является относительно низкая скорость работы, так как
изображение каждый раз строится заново.
Преимущество векторной графики заключается в том, что форму, цвет
и пространственное положение составляющих ее объектов можно описывать
с помощью математических формул.
Важным объектом векторной графики является сплайн. Сплайн – это
кривая, посредством которой описывается та или иная геометрическая
фигура. На сплайнах построены современные шрифты TryeType и PostScript.
У векторной графики много достоинств. Она экономна в плане
дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это
связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые

основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает
изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик почти не
увеличивает размер файла.
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.
При редактировании элементов векторной графики вы изменяете
параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов.
Вы можете 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.
Векторная графика может включать в себя и фрагменты растровой
графики: фрагмент становится таким же объектом, как и все остальные
(правда, со значительными ограничениями в обработке).
Важным преимуществом программ векторной графики является
развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним.
Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна,
технического рисования, для чертежно-графических и оформительских
работ.
5. Графические редакторы векторного типа
Векторные графические редакторы позволяют пользователю
создавать и редактировать векторные изображения непосредственно
на экране компьютера, а также сохранять их в различных векторных
форматах, например, CDR, AI, EPS, WMF или SVG.
Векторные редакторы обычно более пригодны для создания разметки
страниц, типографики, логотипов, sharp-edged artistic иллюстраций
(например, мультипликация, clip art, сложные геометрические шаблоны),
технических иллюстраций, создания диаграмм и составления блок-схем.
CorelDRAW не только одно из самых первых приложений для
векторного рисования, но и самое продвинутое из них. Его уже давно
использует как множество студентов, так и профессиональных художников.
Дизайн многих современных приложений, веб-сайтов и рекламных постеров
разработан именно в CorelDRAW.
Новые объекты создаются с нуля или формируются с помощью
предустановленных шаблонов и, конечно, выравниваются. Помимо этого,
в проект можно добавлять любой текст и работать над его дизайном как
в плане шрифта и цвета, так и в плане нанесения дополнительных эффектов и
фильтров. Стоит отметить функцию, позволяющую автоматически
преобразовать растровую графику в векторную. Имеется несколько
инструментов для работы с растровой графикой, чтобы пользователю

не приходилось «перескакивать» между разными программами. Это
«Цветной карандаш», «Мастихин», «Перо и чернила», «Акварель»,
«Водяной маркер», «Импрессионизм» и многое другое. Интерфейс
мультиязычный, есть возможность его тщательной настройки под свои
нужды.
6. Форматы графических данных
Проблема сохранения изображений для последующей их обработки
чрезвычайно важна. Единого формата графических файлов, пригодных для
всех приложений, не существует, однако некоторые форматы стали
стандартами для целого ряда предметных областей. Важно различать
векторные и растровые форматы.
Векторные форматы различных файлов
Наименование формата
Программы, которые могут открывать файлы
WMF (Windows
MetaFile)
Большинство приложений операционной системы Windows
EPS (Encapsulated
PostScript)
Формат описания как векторных, так и растровых изображений на языке
PostScript фирмы Adobe. Так как язык PostScript является универсальным,
в файле могут одновременно храниться векторная и растровая графика.
Большинство настольных издательских систем, многие векторные редакторы,
некоторые растровые программы.
DXF (Drawing
Interchange Format)
Все программы САПР, многие векторные редакторы, некоторые настольные
издательские системы
CGM (Computer
Graphics MetaFile)
Большинство программ редактирования векторных рисунков, САПР и
издательские системы.
Растровые форматы различных файлов
Наименование
формата
Программы, которые могут открывать файлы
Метод сжатия
BMP (Windows
Device Independent
Bitmap)
Все программы Windows, которые используют растровую
графику.
RLE для 16- и
256-цветных
изображений (по
желанию)
GIF (Graphics
Interchange
Format)
Почти все растровые редакторы; большинство издательских
пакетов; векторные редакторы, поддерживающие растровые
объекты
LZW (всегда)
TIFF (Tagged
Image File Format)
Большинство растровых редакторов, настольные издательские
системы; векторные редакторы, поддерживающие растровые
объекты
LZW
(по желанию)
JPEG (JPG)
(Joint Photographic
Experts Group)
Последние версии растровых редакторов; векторные
редакторы, поддерживающие растровые объекты
JPEG
(можно выбрать
степень сжатия)
PSD (PhotoShop
Document)
Собственный формат программы Adobe Photoshop , один из
наиболее мощных по возможностям хранения растровой
графической информации. Позволяет запоминать параметры
слоев, каналов, степени прозрачности, множества масок.
Отсутствует
эффективный
алгоритм сжатия
информации
PCD (PhotoCD)
Формат разработан фирмой Kodak для хранения цифровых
растровых изображений высокого качества. Сам формат
хранения данных в файле называется Image Рас. Файл имеет
внутреннюю
структуру,
обеспечивающую
хранение
изображения с фиксированными величинами разрешений (4-5
Мбайт).
Имеет
собственный
алгоритм сжатия
PDF (Portable
Document Format).
Формат описания документов, разработанный фирмой Adobe .
Имеет
собственный
алгоритм сжатия