На головну

Білет № 16

1. Технології роботи з графічною інформацією. Растрова і векторна графіка. Апаратні засоби введення і виведення графічних зображень. Прикладні програми роботи з графікою. Графічний редактор. Основні інструменти і режими роботи.

Розділ інформатики, що займається проблемами «малювання» на ЕОМ, отримав назву «комп'ютерна графіка».

Всі комп'ютерні зображення поділяють на два типи: растрові и векторні.

Растрова графіка. Растрові графічні зображення найчастіше отримують в процесі перетворення графічної інформації з аналогової форми в цифрову, наприклад, в процесі сканування існуючих на папері або фотоплівці малюнків і фотографій, при використанні цифрових фото- і відеокамер, шляхом "захоплення" кадру телевізійних передач з використанням ТВ- тюнера і так далі.

Можна створити растрове графічне зображення і безпосередньо на комп'ютері з використанням графічного редактора, завантажити його з CD-ROM або DVD-ROM-дисків або «скачати» з Інтернету.

Растрова графіка дозволяє створити (відтворити) практично будь-який малюнок, незалежно від складності.

Растрове зображення зберігається за допомогою точок різного кольору (пікселів), Які утворюють рядки і стовпці. Кожен піксель має певне положення і колір. Зберігання кожного пікселя вимагає певної кількості бітів інформації, яка залежить від кількості кольорів в зображенні.

піксель - Мінімальний ділянку зображення, колір якого можна задати незалежним чином.

Якість растрового зображення залежить від розміру зображення (кількості пікселів по горизонталі і вертикалі) і кількості кольорів, які можна задати для кожного пікселя.


 Як приклад розглянемо чорно-біле (без градацій сірого) зображення усміхненої пики розміром 16x16. Легко підрахувати, який інформаційний обсяг файлу потрібно для зберігання цього зображення. Загальна кількість пікселів одно 256. Так як використовується всього два кольори, то для зберігання кожного пікселя необхідний 1 біт. Таким чином, файл буде мати обсяг 256 бітів, або 32 байта.

Растрові зображення дуже чутливі до масштабування (збільшення або зменшення). При зменшенні растрового зображення кілька сусідніх точок перетворюються в одну, тому втрачається розрізнення дрібних деталей зображення. При збільшенні зображення збільшується розмір кожної точки і з'являється ступінчастий ефект, який можна побачити неозброєним оком.

Ще один недолік растрової графіки великий розмір, займаний файлами - хоча зараз досить часто застосовують стиснення, розмір все одно досить великий (особливо у великих зображень).


ступінчастий ефект при збільшенні растрового зображення


Векторна графіка. Векторні графічні зображення є оптимальним засобом зберігання високоточних графічних об'єктів (креслення, схеми та ін.), Для яких має значення збереження чітких і ясних контурів. З векторною графікою ви стикаєтеся, коли працюєте з системами комп'ютерного креслення та автоматизованого проектування (САПР), програмами обробки тривимірної графіки і ін.

Векторні зображення формуються з об'єктів (точка, лінія, окружність, прямокутник і ін.), Які зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді графічних примітивів і описують їх математичних формул.

Наприклад, графічний примітив крапка задається своїми координатами (X, Y), лінія - координатами початку (XI, Y1) і кінця (X2, Y2), окружність - координатами центру (X, Y) і радіусом (R), прямокутник - координатами лівого верхнього кута (X1, Y1) і правого нижнього кута (X2.Y2) і так далі. Для кожного примітиву задається також колір.


 Наприклад, малюнок пики, розглянутий вище в векторному графічному редакторі може бути заданий за допомогою чотирьох примітивів (окружності, 2-х точок і кривої лінії).

Перевагою векторної графіки є те, що файли, що зберігають векторні графічні зображення, мають порівняно невеликий обсяг.

Важливо також, що векторні графічні зображення можуть бути збільшені або зменшені без втрати якості. Це можливо, тому що масштабування зображень проводиться за допомогою простих математичних операцій (множення параметрів графічних примітивів на коефіцієнт масштабування).

До недоліків векторної графіки варто віднести, що не кожен об'єкт може бути легко зображений у векторному вигляді. Крім того, кількість пам'яті і часу на відображення залежить від числа об'єктів і їх складності.

Для обробки зображень на комп'ютері використовуються спеціальні програми - графічні редактори. Графічні редактори також можна розділити на дві категорії: растрові і векторні.

Графічний редактор - Програма (або пакет програм), що дозволяє створювати, редагувати і переглядати зображення за допомогою комп'ютера.

Растрові графічні редактори є найкращим засобом обробки фотографій і малюнків, оскільки растрові зображення забезпечують високу точність передачі градацій кольорів і напівтонів.

Серед растрових графічних редакторів є прості, наприклад стандартний додаток Paint, GIMP - найпотужніший вільний редактор і потужні професійні комерційні графічні системи, наприклад Adobe Photoshop.

Серед векторних графічних редаКторов можна виділити Adobe Illustrator, CorelDRAW, Macromedia FreeHand і вільний OpenOffice.org Draw.

OpenOffice.org Draw - векторний графічний редактор, за функціональністю можна порівняти з CorelDRAW, входить до складу OpenOffice.org. Пакет включає повнофункціональні "коннектори" між фігурами, які можуть використовувати різноманітні стилі ліній і дозволяють малювати креслення, наприклад блок-схеми.

Для створення малюнка традиційними методами необхідно вибрати інструмент малювання (це можуть бути фломастери, кисть з фарбами, олівці, пастель і багато іншого). Графічні редактори також надають можливість вибору інструментів для створення і редагування графічних зображень, об'єднуючи їх в панелі інструментів.

Інструменти малювання об'єктів. Графічні редактори мають набір інструментів для малювання найпростіших графічних об'єктів: прямої лінії, кривої, прямокутника, еліпса, багатокутника і так далі. Після вибору об'єкта на панелі інструментів його можна намалювати в будь-якому місці вікна редактора.

Наприклад, для малювання лінії необхідно вибрати на панелі інструментів інструмент Лінія, перемістити курсор на певне місце вікна редактора і клацанням миші зафіксувати точку, з якої повинна починатися лінія. Потім слід перетягнути лінію в потрібному напрямку і, здійснивши повторне клацання, зафіксувати другий кінець лінії.

Такі інструменти є і в растровому, і у векторному графічних редакторах, однак принципи роботи з ними не однакові. У растровому графічному редакторі об'єкт перестає існувати як самостійний елемент після закінчення малювання і стає лише групою пікселів на малюнку. У векторному редакторі намальований об'єкт продовжує зберігати свою індивідуальність та його можна масштабувати, переміщати по малюнку і так далі.

У векторному редакторі існує група інструментів угруповання і разгруппировки об'єктів. Операція угруповання об'єднує кілька окремих об'єктів в один, що дозволяє виробляти надалі над ними спільні операції (переміщати, видаляти і так далі). Можна і, навпаки, розбивати об'єкт, що складається з декількох об'єктів, на самостійні об'єкти (разгруппіровивать).

Виділяють інструменти. У графічних редакторах над елементами зображення можливі різні операції: копіювання, переміщення, видалення, поворот, зміна розмірів і так далі. Для того щоб виконати будь-яку операцію над об'єктом, його спочатку необхідно виділити.

Для виділення об'єктів в растровому графічному редакторі зазвичай є два інструменти: виділення прямокутної області і виділення довільної області. Процедура виділення проводиться аналогічно процедурі малювання.

Виділення об'єктів у векторному редакторі здійснюється за допомогою інструменту виділення об'єкта (на панелі інструментів зображується стрілкою). Для виділення об'єкта досить вибрати інструмент виділення і клацнути по будь-якому об'єкту на малюнку.

Інструменти редагування малюнка. Інструменти редагування дозволяють вносити в малюнок зміни: прати частини малюнка, змінювати кольори і так далі. Для стирання зображення в растрових графічних редакторах використовується інструмент Ластик, який стирає фрагменти зображення (пікселі), при цьому розмір Ластику можна міняти.

У векторних редакторах редагування зображення можливо тільки шляхом видалення об'єктів, що входять в зображення, цілком. Для цього спочатку необхідно виділити об'єкт, а потім виконати операцію Вирізати.

Палітра кольорів. Операцію зміни кольору можна здійснити за допомогою меню Палітра, що містить набір кольорів, які використовуються при створенні об'єктів. Розрізняють основний колір, яким малюються контури фігур, і колір фону. У лівій частині палітри розміщуються індикатори основного кольору і кольору фону, які відображають поточні установки (в даному випадку встановлено чорний основний колір і білий колір фону). Для зміни основного кольору необхідно здійснити лівий клік на обраному кольорі палітри, а для кольору фону - правий клацання.


 Текстові інструменти. Текстові інструменти дозволяють додавати в малюнок текст і здійснювати його форматування.

У векторних редакторах теж можна створювати текстові області, в які можна вводити і форматувати текст. Крім того, для введення написів до малюнків можна використовувати так звані винесення різних форм.

Масштабуючі інструменти. У растрових графічних редакторах масштабуючі інструменти дозволяють збільшувати або зменшувати масштаб представлення об'єкту на екрані, але не впливають при цьому на його реальні розміри. Зазвичай такий інструмент називається Лупа.

У векторних графічних редакторах можна легко змінювати реальні розміри об'єкта за допомогою миші.

Формати графічних файлів

Формати графічних файлів визначають спосіб зберігання інформації у файлі (растровий або векторний), а також форму зберігання інформації (який використовується алгоритм стиснення).

Стиснення застосовується для растрових графічних файлів, так як вони мають зазвичай досить великий обсяг. При стисненні графічних файлів алгоритм стиснення включається в формат графічного файлу.

Існують різні алгоритми стиснення, причому для різних типів зображення доцільно застосовувати відповідні типи алгоритмів стиснення.

Для стиснення малюнків типу аплікації, що містять великі області однотонного зафарбування, найбільш ефективним є застосування алгоритму стиснення, який замінює послідовність повторюваних величин (пікселів однакового кольору) на дві величини (піксель і кількість його повторень). Такий алгоритм стиснення використовується в графічних файлах форматів BMP і PCX.

Для малюнків типу діаграми доцільне застосування іншого методу стиснення, який використовує пошук повторюваних в малюнку «візерунків». Такий алгоритм використовується в графічних файлах форматів TIFF і GIF і дозволяє стиснути файл в декілька разів.

Для стиснення відсканованих зображень, публікування і використовується алгоритм стиснення JPEG. Цей алгоритм використовує той факт, що людське око дуже чутливий до зміни яскравості окремих точок зображення, але набагато гірше зауважує зміна кольору. Дійсно, при глибині кольору 24 біта комп'ютер забезпечує відтворення більш 16 млн. Різних кольорів, тоді як людина навряд чи здатний розрізнити і тим більше назвати більш сотні кольорів і відтінків.

Застосування методу JPEG дозволяє стискати файли в десятки разів, проте може призводити до незворотної втрати інформації (файли не можуть бути відновлені в первинному вигляді).

Деякі формати графічних файлів є універсальними, так як можуть бути оброблені більшістю графічних редакторів. Деякі програми обробки зображень використовують оригінальні формати, які розпізнаються тільки самої створює програмою. Перевага оригінальних форматів файлів полягає в тому, що вони дозволяють зберігати зображення при меншому розмірі файлу.

Розглянемо деякі формати графічних файлів більш докладно.

Bit MaP image (BMP) - Універсальний формат растрових графічних файлів, використовується в операційній системі Windows. Цей формат підтримується багатьма графічними редакторами, в тому числі редактором Paint. Рекомендується для зберігання та обміну даними з іншими додатками.

Tagged Image File Format (TIFF) - Формат растрових графічних файлів, підтримується всіма основними графічними редакторами і комп'ютерними платформами. Включає в себе алгоритм стиснення без втрат інформації. Використовується для обміну документами між різними програмами. Рекомендується для використання при роботі з видавничими системами.

Graphics Interchange Format (GIF) - Формат растрових графічних файлів, підтримується додатками для різних операційних систем. Включає алгоритм стиснення без втрат інформації, що дозволяє зменшити обсяг файлу в кілька разів. Рекомендується для зберігання зображень, створюваних програмним шляхом (діаграм, графіків і так далі) і малюнків (типу аплікації) з обмеженою кількістю квітів (до 256). Використовується для розміщення графічних зображень на Web-сторінках в Інтернеті.

Portable Network Graphic (PNG) - Формат растрових графічних файлів, аналогічний формату GIF. Рекомендується для розміщення графічних зображень на Web-сторінках в Інтернеті.

Joint Photographic Expert Group (JPEG) - Формат растрових графічних файлів, який реалізує ефективний алгоритм стиснення (метод JPEG) для відсканованих зображень, публікування і. Алгоритм стиснення дозволяє зменшити обсяг файлу в десятки разів, проте призводить до незворотної втрати частини інформації. Підтримується додатками для різних операційних систем. Використовується для розміщення графічних зображень на Web-сторінках в Інтернеті.

Windows MetaFile (WMF) - Універсальний формат векторних графічних файлів для Windows-додатків. Використовується для зберігання колекції графічних зображень Microsoft Clip Gallery.

Encapsulated PostScript (EPS)- Формат векторних графічних файлів, підтримується програмами для різних операційних систем. Рекомендується для друку й створення ілюстрацій в настільних видавничих системах.

CorelDRaw files (CDR) - Оригінальний формат векторних графічних файлів, який використовується в системі обробки векторної графіки CorelDraw.

Якщо ви збираєтеся працювати з графічним файлом тільки в одному цьому додатку, доцільно вибрати оригінальний формат. Якщо ж має бути передавати дані в іншу програму, інше середовище або іншому користувачеві, варто використовувати універсальний формат.

Апаратні засоби введення і виведення графічних зображень


 Перші комп'ютери використовувалися лише для вирішення наукових і виробничих завдань. Зазвичай результатами таких розрахунків були довгі колонки чисел, надрукованих на папері. З часом людина «навчив» комп'ютер представляти інформацію у вигляді графіків, діаграм, схем, тобто в графічній формі.

монітор - Пристрій для візуального відтворення символьної і графічної інформації. Служить в якості пристрою виводу. Вони віддалено нагадують побутові телевізори.

У настільних комп'ютерах зазвичай використовуються монітори на електронно-променевої трубки (ЕПТ) або плоскі монітори на рідких кристалах (РК).

принтер служить для виведення інформації на паперовий носій (папір).


 Принтери, в залежності від виду друку, поділяють на кольорові і монохромні, в залежності від способу нанесення зображення на матричні, струменеві, лазерні.

Зображення, що отримується за допомогою сучасних принтерів, складається з точок (dots). Чим менше ці точки і чим частіше вони розташовані, тим вище якість зображення. Максимальна кількість точок, які принтер може окремо надрукувати на відрізку в 1 дюйм (25,4 мм), називається дозволом і характеризується в точках на дюйм (dpi - dot per inch). Хороша якість друку забезпечується здатністю 300 dpi і вище.

Матричні принтери - це принтери ударної дії. Друкуюча головка матричного принтера складається з вертикального стовпця маленьких стрижнів (зазвичай 9 або 24), які під впливом магнітного поля «виштовхуються» з головки і вдаряють по паперу (через фарбувальну стрічку). Переміщаючись, друкуюча головка залишає на папері рядок символів.

Недоліки матричних принтерів полягають у тому, що вони друкують повільно, виробляють багато шуму і якість друку залишає бажати кращого (відповідає приблизно якості друкарської машинки).

В останні роки широке поширення одержали чорно-білі і кольорові струменеві принтери. У них використовується чорнильна друкуюча головка, яка під тиском викидає чорнило з ряду дрібних отворів на папір. Переміщаючись уздовж паперу, друкуюча головка залишає рядок символів або смужку зображення.

Струменеві принтери можуть друкувати досить швидко (до декількох сторінок в хвилину) і виробляють мало шуму. Якість друку (в тому числі і кольоровий) визначається роздільною здатністю струменевих принтерів, яка може досягати фотографічної якості 2400 dpi. Це означає, що смужка зображення по горизонталі завдовжки в 1 дюйм формується з 2400 крапок (чорнильних крапель).

Лазерні принтери забезпечують практично безшумну друк. Високу швидкість друку (до 30 сторінок в хвилину) лазерні принтери досягають за рахунок посторінкового друку, при якій сторінка друкується відразу цілком.


 Висока друкарська якість друку лазерних принтерів забезпечується за рахунок високої роздільної здатності, яка може сягає 1200 dpi і більше.

Плоттер (Графобудівник). Для виведення складних і широкоформатних графічних об'єктів (плакатів, креслень, електричних та електронних схем і ін.) Використовуються спеціальні пристрої виведення - плоттери.

миша - Пристрій «графічного» управління.

Миша сприймає своє переміщення в робочій площині (зазвичай - на ділянці поверхні столу) і передає цю інформацію комп'ютеру.

При переміщенні миші по килимку на екрані переміщається покажчик миші, за допомогою якого можна вказувати на об'єкти і / або вибирати їх. Використовуючи клавіші миші (їх може бути дві або три) можна задати той чи інший тип операції з об'єктом. А за допомогою коліщатка можна прокручувати вгору або вниз не уміщаються цілком на екрані зображення, текст або web-сторінки.

Сканери служать для автоматичного введення текстів і графіки в комп'ютер.

Сканери бувають двох типів:

· ручні

· Планшетні.

Ручний сканер для комп'ютера схожий на сканер, який використовується в супермаркетах для зчитування штрих-коду. Такий сканер переміщається по листу з інформацією через підрядник вручну, і інформація заноситься в комп'ютер для подальшого редагування. Планшетний сканер виглядає і працює приблизно так само, як і ксерокс - підводиться кришка, текст або малюнок поміщається на робоче поле, і інформація зчитується. Планшетні сканери у наш час зазвичай всі кольорові.

Сьогодні вважається нормою рівень дозвіл не менше 600 dpi.

Графічний планшет (Або дігітайзер, диджитайзер) - це пристрій для введення малюнків від руки безпосередньо в комп'ютер. Складається з пера і плоского планшета, чутливого до натиснення пера. Також може додаватися спеціальна миша. Графічні планшети застосовуються для створення зображень на комп'ютері способом, максимально наближеним до того, як створюються зображення на папері. Крім того, їх зручно використовувати для перенесення (відтворення) вже готових зображень в комп'ютер.


Цифровий фотоапарат - Це пристрій для фотографічної фіксації зображень.

У плівковому фотоапараті зображення виходить при попаданні на плівку світла, відбитого від об'єкта в момент відкриття затвора. Роль фіксуючого світло матеріалу замість плівки виконує невелика пластина з світлочутливими датчиками, званими «сенсорами» або «пікселями».

Матриця складається з безлічі світлочутливих осередків - пікселів. Осередок при попаданні на неї світла виробляє електричний сигнал, пропорційний інтенсивності світлового потоку. Оскільки використовується інформація тільки про яскравість світла, картинка виходить в відтінках сірого.

Щоб картинка була кольоровою, осередки покривають кольоровими фільтрами - в більшості матриць кожен піксель покритий червоним, синім або зеленим фільтром.

Після обробки мікропроцесором фотоапарата даних, отриманих від сенсорів, зображення зберігається у вигляді файлу на карті пам'яті або вбудованої пам'яті камери.

Головною характеристикою цифрової камери є кількість пікселів матриці і її розмір.

 




 циклічний алгоритм |  розгалужується алгоритм |  допоміжний алгоритм |  Величини: константи, змінні, типи величин. Присвоєння, введення і виведення величин. Лінійні алгоритми роботи з величинами. |  Логічні величини, операції, вираження. Логічні вирази в якості умов в розгалужених і циклічних алгоритмах. |  Квиток № 10 |  Квиток № 11 |  Квиток № 12 |  Квиток № 13 |  Квиток № 14 |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати