Графические редакторы

Отметим некоторые области применения компьютерной графики: оформление визиток и объявлений, иллюстративная и деловая графика, подготовка рисунков для отчетов, статей, книг; моделирование реально не существующих объектов; построение трехмерных сцен и анимационных фильмов; создание рекламных роликов и др.

Для составления подобных документов служат специальные прикладные программы — графические редакторы (ГР).

ГР снабжены набором инструментов для инвертирования, зеркального отображения, ретуширования изображения, формирования текстовых сообщений, имитации различных манер живописи, изменения яркости и контрастности, создания иллюзии движения и др.

Разработаны ГР для построения двумерных (плоских) и трехмерных, статических и динамических объектов.

Все ГР можно разделить на два класса: растровые и векторные. В растровых ГР (по-другому называются Bitmap-графические редакторы) изображение строится на растре маленьких равных по величине квадратиков (элементов изображений, пикселей).

В векторных ГР все линии определяются начальными точками и формулами, описывающими эти линии.

Растровая графика (РГ) получается в результате сканирования фотографий, иллюстраций, в результате съемки с помощью цифрового фотоаппарата или цифровой видеокамеры. Растровый рисунок можно создать с помощью растрового графического редактора.

Основным элементом РГ является точка (ее положение, яркость, цвет).

Растровое изображение формируется из множества отдельных точек (пикселей), расположенных на пересечении столбцов и строк. Слева показана буква, нарисованная с помощью растровой графики.

Термину «растровая графика» в английском языке соответствует термин «Bitmap-графика». В переводе это означает графику, основанную на карте (плане) расположения битов. Приведенный рисунок подтверждает справедливость такого названия.

Качество точечного изображения характеризует разрешающая способность, которая измеряется в точках на дюйм (dots per inch — dpi). Полиграфическое качество печати требует разрешения порядка 250 dpi.

Фотоснимок размером 10x12 см будет содержать примерно 1000x1200 пикселей. Если для кодирования цвета каждого пикселя использовать 24 бита (это дает более 16 миллионов цветовых оттенков), то для хранения всей информации о такой фотографии потребуется более 3,4 Мбайт. Приведенное число говорит о том, что для запоминания растрового изображения требуется большой объем памяти. Большой объем файла является первым недостатком растровых рисунков.

Еще одним недостатком растровых рисунков является искажение изображения при изменении масштаба изображения. При увеличении появляются пиксели, а при уменьшении — происходит искажение пропорций. При использовании растровой графики на линиях и кривых, имеющих наклон, просматриваются более или менее заметные «ступеньки».

Достоинства растрового способа представления информации заключаются в почти неограниченных возможностях изменения формы и цвета объекта.

Типичным представителем этого класса ГР является графический редактор Paint, входящий в состав операционной системы Windows.

В векторной графике при изменении масштаба объекта пропорции точно выдерживаются, благодаря запоминанию математической модели объекта, а не карты (таблицы, матрицы) расположения разноцветных пикселей. Векторными графическими редакторами являются: Adobe Illustrator, Macromedia Freehand и Corel Draw.

Растровыми графическими редакторами являются: Paint, Adobe Photoshop, Photostyler, Adobe Photo-Paint, Picture Publisher, Corel Photo-paint.

Основным элементом векторной графики (ВГ) является линия и математическая формула, которая описывает эту линию.

При использовании растровой графики линия создается из множества последовательно расположенных точек, и чем длиннее линия, тем больший объем памяти она требует для своего хранения.

При использовании векторной графики запоминается формула, поэтому независимо от длины все линии одинаковой формы занимают одинаковое место в памяти. С помощью дополнительных параметров задаются цвет, толщина линии и ее вид (сплошная, пунктирная, штрих пунктирная и т.д.).

Изменение масштаба изображения не приводит к искажениям.

Векторы представляют собой математическое описание объектов. Чтобы компьютер нарисовал прямую линию, нужно указать координаты двух точек. Для изображения окружности достаточно указать координаты центра и радиус и т.д.

Наибольшее распространение в векторной графике получили кривые Безье — разновидность кривых третьего порядка.

Динамическое изображение создают с помощью редакторов 3D Studio VGdfel Draw и Animator Pro.

В пакете 3D Studio MAX используется следующая схема формирования изображения: задаётся небольшое количество ключевых кадров (key-fraities), а все остальные связывающие их кадры, пакет строит автоматически посредством интерполяции (математическая операция восстановления недостающих данных).

Редактор 3D Studio МАХ позволяет выполнять следующие преобразования изображаемых объектов: перемещение вдоль заданной траектории; вращение; деформацию (сжатие или растяжение); морфинг (плавная трансформация одного объекта в другой). Пакет позволяет использовать несколько источников света для освещения объектов и несколько камер для наблюдения зa объектами с разных точек зрения. Грани объектов могут быть прорисованы (заполнены) различными фактурами, образцы которых хранятся в библиотеке.

Поскольку компьютерная прорисовка, или рендеринг (rendering), трехмерных поверхностей занимает достаточно много времени, объекты в большинстве программ первоначально создаются в виде «проволочных моделей». Такая модель представляет собой сетку (заготовку), набранную из многоугольников и принимающую форму каркаса (скелета) создаваемого объекта.

Для создания сферы достаточно нарисовать окружность и задать вращение вокруг какого-либо диаметра. Аналогично, стакан с гладкими стенками получится, если нарисовать его контур и построить поверхность путем вращения этого контура вокруг его центральной оси.

Чтобы сделать поверхность каркаса видимой необходимо обтянуть его «кожей». Превращение каркасов, представляющих собой «проволочные сетки», в «телесные» трехмерные поверхности из различных материалов называется прорисовкой, тонированием, растушевкой или рендерингом (rendering).

Для достижения фотографической точности создаваемого изображе­ния, применяется расчет хода световых лучей от источников к объекту (ray-tracing). Можно даже учесть недостаточную прозрачность воздуха (среды), что приведет к более яркой и четкой окраске ближних предметов по сравнению с дальними (создает перспективу). Существуют средства, позволяющие добавить к изображению объекта разнообразные эффекты, такие, как туман или «смазывание», которое встречается при фотографировании движущегося объекта.

Последовательно выбирая различные «точки зрения» на созданную картину, можно обозначить путь следования воображаемой виртуальной камеры. Отснятые с различных точек кадры выстраиваются в цепочку, и получается компьютерный видео клип. С другой стороны, можно задать маршрут движения не только камеры, но и объекта. При этом не обязательно отмечать каждый кадр на маршруте: достаточно выбрать ключевые (опорные) кадры и предоставить возможность компьютеру самому достраивать недостающие кадры. Трехмерные объекты любой формы с помощью графических редакторов можно подвергать деформациям изгиба, кручения и сдвига.

Графическая программа COSMOPOLITAN Virtual Makeover позволяет моделировать имидж (внешний вид) человека. Программа располагает базой, содержащей более 150 видов причесок.

Дата добавления: 2015-10-21