Способы представления графики в компьютере
Изображения в памяти компьютера хранят двумя способами:
- в виде пикселей, т.н. пиксельная или растровая графика;
- в виде кривых; такая графика называется векторной.
Пиксельная графика состоит из отдельных точек - пикселей, каждый из которых имеет свои координаты в прямоугольной сетке и цвет. Растром называется совокупность линий, сформированных из пикселей. Такое представление близко к технологии создания изображений на экране компьютера или на принтере, когда картинка складывается из рисуемых одна за другой параллельных, примыкающих друг к другу линий. По этому же принципу изготавливают мозаики, вышивают крестиком.
Рисунок 1. Пиксельную графику можно представить в виде координатной сетки. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Векторная графика складывается из отдельных геометрических фигур: многоугольников, эллипсов, кривых линий. Каждую фигуру можно описать с помощью математических формул, задать цвет и в таком виде хранить в памяти компьютера.
Рисунок 2. Векторная графика используется для создания схематичных изображений. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Большинство фотографий, которые люди видят на экранах компьютеров, представляют собой пиксельные изображения. Их получают с цифровых фотокамер, сканеров и обрабатывают в векторных графических редакторах, таких как Paint, GIMP, Adobe Photoshop.
Векторная графика больше подходит для создания схем, чертежей, плакатов. Для работы с ней используются такие редакторы, как Adobe Illustrator, Inkscape. Вся трехмерная компьютерная графика также является векторной.
Достоинством векторной графики является то, что при уменьшении или увеличении геометрических размеров свойства изображений не меняются, в отличие от растровой, которая при масштабировании претерпевает необратимые изменения. Векторная графика более компактна при записи: информация об изображении в виде формул занимает меньше места, чем попиксельное хранение.
Преимуществом растровой графики является возможность создания реалистичных изображений. Векторная для этого малопригодна.
Цветовые кодировки
Для хранения информации о цвете элемента компьютерного изображения (пикселя или векторной фигуры) используют две основных формы записи:
- RGB (red, green, blue);
- CMYK (cyan, magenta, yellow, blue).
Выбор одного из этих способов зависит от назначения обрабатываемого с помощью компьютерных технологий изображения. Если оно будет демонстрироваться преимущественно на экране монитора, то лучше подойдет RGB. Это связано с тем, что каждый пиксель монитора может излучать три цвета: красный, зеленый и синий. Смешиваясь в различных пропорциях, они формируют миллионы оттенков. Для получения черного цвета нужно просто сделать пиксель не светящимся, т.е. интенсивность всех трех составляющих цветов равна нулю.
Этот принцип не годится при печати, т.е. нанесении изображения на бумагу или другой не светящийся носитель. Дело в том, что глядя на распечатанное изображение мы видим не излучаемый, а отраженный свет. Значит для получения черного цвета "выключить" пиксель уже не получится, его вместо этого нужно заполнить черной краской. Поэтому, наряду с базовыми цветами, формирующими оттенки, необходим черный как таковой. Что касается остальных трех цветов (циан, маджента, желтый), то они выбраны в качестве основных потому, что пигменты для их изготовления наиболее доступны с технологической и экономической точек зрения.
При печати на бумаге краска наносится в 4 прохода: отдельно печатаются фрагменты четырех цветов, и при смешении красок получаются нужные оттенки.
При изготовлении высококачественной полиграфической продукции смешение цветов на бумаге может не соответствовать макету и изображению на мониторе, поэтому для контроля качества применяют эталонные карточки (палеты).
Рисунок 3. Палеты для контроля качества цветной печати. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Форматы графических файлов
При обработке графики пользователи получают информацию из различных источников, чаще всего в виде файлов. Для правильной работы с ними следует знать об особенностях различных форматов хранения графической информации.
Растровые форматы:
- bmp - один из ранних форматов, в котором информация о пикселях хранится в непосредственном виде; например, для кодировки двух белых точек и двух черных можно использовать последовательность 0011; если изображение цветное, то последовательно записываются байты об интенсивности каждого из цветов, например, запись 0,255,0,0,0,255 описывает две стоящие рядом точки - красную и синюю; недостаток формата - занимает много памяти при хранении;
- jpeg, png - форматы, поддерживающие высокую степень сжатия; позволяют делать файлы изображений компактными, пригодными для передачи по Интернету; недостаток - могут терять часть информации при высоких степенях компрессии;
- gif - один из первых форматов для передачи графики по Интернету; в настоящее время вытеснен jpeg и png, но продолжает использоваться для создания анимированных изображений;
- tiff - полиграфический формат для хранения растровых изображений без потери качества; поддерживает сжатие, слои и другие полезные опции.
Векторные форматы:
- pdf - предназначен для хранения в компактной форме текстовых документов, в том числе содержащих графику; получил популярность в связи с тем, что на при открытии на мониторе любого компьютера демонстрирует одинаковое содержимое; недостаток - плохо поддается редактированию;
- svg - формат векторной графики для веб-сайтов; поддерживается всеми современными браузерами, позволяет создавать анимированные изображения; недостаток - не поддерживает сложных фильтров и эффектов;
- ai - формат файлов для популярного коммерческого редактора Adobe Illustrator; позволяет создавать сложные, реалистичные изображения; недостаток - требует для обработки дорогостоящего проприетарного программного обеспечения.
