Новости
 Сделать стартовой    Добавить в избранное 


Цифровые изображения

На этой страницы изложены основы компьютерных (цифровых) изображений.

Самый общий принцип заключается в том, что все виды информации, с которыми может работать компьютер, в том числе и изобразительная (графическая), должны быть представлены в цифровой форме (закодированы).

Цифровая компьютерная графика по способу кодирования может быть разделена на векторную и точечную (растровую).

Векторная графика

В векторной графике все изображения описываются в виде математических объектов - контуров (path)< Каждый контур представляет собой независимый объект, который можно перемещать, масштабировать и изменять. Векторную графику часто называют также объектно-ориентированной графикой.

У векторной графики много преимуществ по сравнению с точечной графикой.

  • Она экономна в плане объемов 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 не сильно увеличивает размер файла.

  • Объекты векторной графики легко трансформируйте ими просто манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображении. В тех областях графики, где принципиальное значение имеет сохранение ясных и четких контуров, например в шрифтовых композициях, в создании фирменных знаков логотипов и пр., векторная графика незаменима.
  • Векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройствам: изображение всегда будет выглядеть настолько качественно, насколько способно данное устройство. Векторная графика может включать в себя и изображения точечной графики, которые становятся таким же объектом, как и все остальные (правда, с особым статусом и со значительными ограничениями в обработке).

Важным преимуществом программ векторной графики является развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним, и как следствие - возможность создания конечного продукта, который может быть без дополнительных операций отправлен на цветоделение и растрирование. Поэтому программы векторной графики нашли широчайшее применение в области графического и полиграфического дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

Очень популярны такие программы, как CorelDRAW, Adobe Illustrator, Macromedia FreeHand.

Однако, с другой стороны, изображения векторной графики могут показаться чрезмерно жестковатыми, "фанерными". Векторная графика действительно ограничена в чисто живописных средствах и не предназначена для создания фотореалистических изображений. Правда, в последних версиях векторных программ внедряется все больше элементов "живописности" (падающие тени, прозрачности и другие эффекты, ранее свойственные исключительно программам точечной графики).

Сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации и сконструировать устройство, подобное сканеру для точечной графики.

Значительным недостатком векторной графики является программная зависимость: каждая программа сохраняет данные в своем собственном формате, Поэтому изображение, созданное в одном векторном редакторе, как правило, не конвертируется в формат другой программы без погрешностей.

Точечная графика

Принцип кодирования графической информации в точечной графике сильно отличается от векторной и чрезвычайно прост для понимания.

Он был изобретен и использовался людьми за много веков до компьютеров, мониторов и сканеров. Ёто и рисование "по клеточкам" - продуктивный способ переноса изображения с подготовительного картона на стену, предназначенную для фрески. Ёто и такие направления монументального и прикладного искусства, как мозаика, витраж, вышивка: в любой из этих техник изображение строится из дискретных элементов.

Все точечные изображения представляют собой не совокупность отдельных объектов, а мозаику из очень мелких элементов - пикселей, характеризующихся положением в так называемой битовой карте (таблице, матрице) и цветовыми характеристиками. Каждый пиксель, как стеклышко в витраже, независим друг от друга. Если задать больший физический размер ячеек, то и изображение будет отображаться с увеличением, и наоборот.

Достоинств у точечной графики, как ни странно, не слишком много.

  • Основным является простота и, как следствие, техническая реализуемость автоматизации ввода (оцифровки) изобразительной информации. Существует развитая система внешних устройств для ввода фотографий, слайдов, рисунков, акварелей и прочих изобразительных оригиналов. К ним относятся сканеры, видеокамеры, цифровые фотокамеры, графические планшеты.
  • Не менее важным достоинством точечной графики для художников и фотографов является фотореалистичность. Можно получать живописные эффекты, например туман или дымку, добиваться тончайшей нюансировки цвета, создавать перспективную глубину и нерезкость, размытость, акварельность и т. д.
  • Форматы файлов, предназначенные для сохранения точечных изображений, являются стандартными, поэтому не имеет решающего значения, в каком графическом редакторе создано то или иное изображение. Файл, сохраняющий точечное изображение, легко открывается и импортируется в редакторах точечной и векторной графики, а также в программах верстки и браузерах.

Однако точечной графике присущи и существенные недостатки.

  • Недостаток, который обнаруживается при первой же попытке что-нибудь нарисовать в программе точечной графики, заключается в том, что до начала рисования она потребует введения конкретных значений разрешения (количества пикселей на единицу длины) и глубины цвета (количества цветовых бит на пиксель), а также геометрического размера (длины и ширины изображения, т. е. площади). Конечно, потом эти значения можно изменить, но, как правило, это приводит к тем или иным погрешностям, да и нельзя это делать многократно и в широком диапазоне.
  • Второй недостаток не замедлит проявиться при попытке отсканировать не очень большую фотографию с максимальными разрешением и глубиной цвета.
    Объем файла в точечной графике однозначно определяется произведением площади изображения на квадрат разрешения и на глубину цвета (если они приведены к единой размерности, например, к дюймам и байтам). Поэтому программное обеспечение любого сканера в состоянии сосчитать эту величину и "предсказать" объем, необходимый для сохранения изображения. При этом совершенно не важно, что отображено на фотографии: белый снежный пейзаж с одиноким путником вдалеке, или сцена рок концерта с обилием цвета и форм. Если три параметра одинаковы, размер файла (без сжатия) будет практически одинаков.
    В качестве примера, можно указать, что максимальный размер цифрового изображения, который может обрабатывать типичный представитель редакторов точечной графики - программа Adobe Photoshop, составляет 30000x30000 пикселов, а максимальное разрешение равно 10000 ppi. Максимальный размер файла составляет 2 Гбайт. Разумеется, что эти значения могут быть очень сильно ограничены аппаратными возможностями.
  • Третий недостаток всплывет при попытке слегка повернуть на небольшой угол изображение, например, с четкими тонкими вертикальными линиями. Сразу обнаруживается, что четкие линии превращаются в четкие "ступеньки". Ёто означает, что при любых трансформациях (поворотах, масштабировании, наклонах и т. д.) в точечной графике невозможно обойтись без искажений.

Можно даже сказать, что точечную графику легче деформировать, чем трансформировать.

Поэтому в программах большинство фильтров (всевозможные шумы, размытия, волны, ряби), если к ним приглядеться, не что иное, как сознательное искажение, т. е. искажение, возведенное в принцип, а художественный эффект - это просто прием отвлечения внимания.

Графика точечная или векторная

Оба вида графики предполагают как достоинства, так и недостатки (по отдельности они описаны выше). Теперь необходимо рассмотреть их сущности в сравнении.

  • Точечная графика оперирует элементами (пикселями), имеющими определенное цветовое значение и однозначное расположение в сетке битовой карты.
    Векторная графика оперирует математическими объектами, которые независимы от параметров внешнего устройства (монитора, принтера).
  • При редактировании точечной графики изменяется цвет определенной совокупности пикселей. Изменение цвета влечет за собой изменение формы изображаемых предметов. Цвет и форма в этом виде графики неотделимы друг от друга, но в смысле технологии цвет первичен, а форма является производным от цвета. В чистом виде (без цвета в широком понимании) форма не существует. Процесс создания изображений точечной графики, если не считать компьютерной специфики, практически идентичен работе традиционного художника, который за счет расположения на плоскости мазков краски (нужный цвет в нужном месте) создает иллюзорную действительность (пространство, объем, освещение, материальность, фактурность).
    При редактировании векторной графики изменяется в первую очередь форма объекта, а цвет играет второстепенную роль. Цвет и форма в этом виде графики независимы друг от друга, и в смысле технологии форма первична, а цвет - просто заполнитель формы (что и отражает термин Fill - "заливка"). В чистом виде (без контурной формы как сосуда) цвет не существует. Процесс создания изображений векторной графики, если также не считать компьютерной специфики, напоминает работу художника-аппликатиста, который вырезает формы из белой бумаги, затем окрашивает их цветом или печатает на них клише, раскладывает полученные формы на плоскости (в том числе и перекрывая некоторые из них) и тем самым создает декоративную композицию.
  • Точечные изображения хороши для создания фотореалистичных изображений с тонкими цветовыми переходами и нюансами - это портрет, пейзаж, живописный коллаж.
    Векторные изображения используются для отображения объектов с четкой границей и ясными деталями - это шрифт, логотип, графический знак, орнамент, декоративная композиция в рекламе и полиграфической продукции. Пользователю, который занимается компьютерной цифровой графикой, версткой изданий, композицией, необходимо точно представлять себе достоинства и недостатки двух способов представления графической информации, с выгодой использовать достоинства и по мере возможности избегать недостатков.

Тем более, что в настоящий момент происходит взаимное проникновение элементов точечной графики в редакторы векторной графики и, наоборот, элементов векторной графики - в редакторы точечной графики.

Например, все известные векторные программы включают фильтры для обработки точечных изображений и предлагают также команды конвертирования векторных изображений в точечные, а точечные программы в свою очередь используют векторы для построения сложного контура выделенной области и для создания обтравочного контура и т.п.


 Домой  Видео  Железо  Программы  Ссылки  Юмор  Наверх