Основы компьютерной графики

1.2.1. Способы представления графических изображений

Для хранения и отображения картографической инфы в цифровом виде могут употребляться два принципно разных способа представления графических изображений: растровый (точечный) и векторный.

Растровое изображение представляет собой матрицу частей - пикселов. Каждый пиксел характеризуется размером, тоновым значением, глубиной цвета и позицией. Редактирование растровых изображений заключается в изменении цвета определенной группы пикселов Основы компьютерной графики, тем достигается изменение формы объектов (рис. 7, а).

Более нередко растровые изображения получаются методом сканирования оригиналов (фото, слайдов, рисунков) и употребляются потом в оформлении картографических произведений. Основными плюсами растровой графики является легкость автоматизации ввода изобразительной инфы и фотореалистичность. Недочетами - огромные объемы файлов, невозможность роста размеров изображения без Основы компьютерной графики утраты инфы.

В картографии обширно употребляются растровые копии картографических материалов (отсканированные бумажные карты), такие изображения служат картографической основой для ведения составительско-оформительских работ, являющихся на самом деле собственной преобразованием растровых данных в векторные - векторизацией.

В векторном представлении изображения строятся при помощи математических описаний объектов (так именуемых примитивов), в качестве которых могут выступать Основы компьютерной графики полосы, дуги, окружности, кривые Безье, текст и т.п. Векторную графику именуют также "объектно-ориентированной", потому что файл изображения формируется из дискретных, не связанных меж собой частей изображения, размеры, форма и цвет которых могут быть независимо друг от друга изменены стремительно и без утраты свойства (рис. 7, б).

Практическими Основы компьютерной графики преимуществами векторного представления являются сравнимо маленький объем файлов, независимость от разрешения устройства вывода и удобство редактирования.

Необходимо подчеркнуть, что каждый векторный редактор сохраняет данные в собственном внутреннем формате, потому изображение, сделанное в одном векторном редакторе, обычно, неконвертируется в формат другой программки без погрешностей.

В структуре компьютерных карт преобладает векторная форма Основы компьютерной графики представления изображений, на базе векторных объектов создаются все элементы карты (кроме полутоновых иллюстраций и отмывки рельефа).

Рис. 7. Способы представления графических изображений.
а- растровое представление; б - векторное представление

1.2.2. Разрешение изображения

Растровое представление изображений существует не только лишь в цифровом виде. Экран монитора либо телека, отпечатанная иллюстрация также состоят из отдельных частей - пикселов Основы компьютерной графики либо точек.

При работе с растровыми изображениями следует учесть четыре вида разрешения. Это разрешение сканера, монитора, печатающего устройства, также конкретно изображения, сохраненного в виде файла (графическое разрешение). 1-ые три величины являются техническими чертами определенных устройств, и их наибольшие значения ограничены.

Графическое разрешение. Разрешение изображения, сохраненного в Основы компьютерной графики виде файла, именуют графическим разрешением. Оно измеряется в PPI (pixels per inch) - пикселах на дюйм и определяет, из какого количества пикселов на единицу измерения состоит изображение. На теоретическом уровне величина графического разрешения не ограничена, так как не увязана с техническими средствами (сканер, принтер, фотонаборный автомат и др.)

Разрешение сканера. Сканирование Основы компьютерной графики изображение является преобразованием его из аналогового в цифровой вид и передачей в компьютер средством специального устройства - сканера. Частота, с которой сканер считывает информацию на единице длины, именуется разрешающей способностью, либо разрешением сканера. Обычно разрешение сканера измеряется в SPI (samples per inch) - подборках на дюйм, либо в PPI, хотя часто в Основы компьютерной графики документации употребляется термин DPI (dots per inch) - точки на дюйм, который является в этом случае на техническом уровне неправильным.

Разрешение монитора. Экран монитора покрыт мелкими люминофорными точками красноватого, голубого и зеленоватого цветов, образующих так именуемый пиксел монитора. Пучок электронов попадает на эти точки, вызывая их свечение. Управляя мощностью пучка Основы компьютерной графики для каждой люминофорной точки, можно изменять яркость и цвет изображения на дисплее. Разрешение монитора измеряется в пикселах на дюйм и находится в зависимости от определенного монитора и видеоплаты.

Разрешение печатающего устройства. Определяет его способность раздельно напечатать число точек на единицу длины. Измеряется в точках на дюйм. Чем выше Основы компьютерной графики разрешение печатающего устройства, тем выше качество отображения, которое можно получить на нем.

1.2.3. Цветовые модели

При выводе цветных компьютерных карт на печать тем либо другим методом, безизбежно появляется неувязка обеспечения точности при передаче начальных цветов оригинала. Эта неувязка появляется по целому ряду обстоятельств.

Во-1-х, сканеры и мониторы работают в аддитивной цветовой модели Основы компьютерной графики RGB, основанной на правилах сложения цветов, а печать осуществляется в субтрактивной модели CMYK, в какой действуют правила вычитания цветов.

Во-2-х, методы передачи изображения на мониторе компьютера и на бумаге различны.

В-3-х, процесс репродуцирования происходит поэтапно и осуществляется на нескольких устройствах, таких как сканер, монитор Основы компьютерной графики, фотонаборный автомат, что просит их опции в целях минимизации искажений цвета в протяжении всего технологического цикла - процесс калибровки.

Модель RGB. Цветовая модель RGB (рис. 8) (R - Red - красноватый, G - Green - зеленоватый, B - Blue - голубий) употребляется для описания цветов, видимых в проходящем либо прямом свете. Она адекватна цветовому восприятию людского глаза. Потому Основы компьютерной графики построение изображения на экранах мониторов, в сканерах, цифровых камерах и других оптических устройствах соответствует модели RGB. В компьютерной RGB-модели каждый основной цвет может иметь 256 градаций яркости, что соответствует 8-битовому режиму.

Модель CMY (CMYK). Цветовая модель CMY (рис. 9) C - Cyan - голубой, M - Magenta - пурпуровый, Y - Yellow - желтоватый, употребляется для описания цветов Основы компьютерной графики, видимых в отраженном свете (к примеру, для цвета краски, нанесенной на бумагу). На теоретическом уровне сумма цветов CMY наибольшей интенсивности должна давать незапятнанный темный цвет. В реальной же практике из-за несовершенства красящих пигментов краски и изначальной неустойчивости к голубому цвету при цветоделении, сумма голубой, пурпуровой и желтоватой Основы компьютерной графики красок дают грязно-коричневый цвет. Потому в печати употребляется к тому же 4-ый краситель - темный - blacK, который дает насыщенный, однородный темный цвет. Его используют для печати текста и дизайна других принципиальных деталей, также для корректировки общего тонального спектра изображений. Насыщенность цвета в модели CMYK измеряется в процентах, так что Основы компьютерной графики каждый цвет имеет 100 градаций яркости.

Основной задачей процесса репродуцирования - является конвертация изображения из модели RGB в модель CMYK. Данное преобразование осуществляется с помощью особых программных фильтров с учетом всех будущих установок печати: системы триадных красок, коэффициента растискивания растровой точки, метода генерации темного цвета, баланса красок и других Основы компьютерной графики. Таким макаром, цветоделение является сложным процессом, от которого почти во всем зависит качество итогового изображения. Но даже при хорошей конвертации из RGB в CMYK безизбежно происходит утрата неких цветов. Это связано с разной природой данных цветовых моделей. Необходимо подчеркнуть также, что модели RGB и CMYK не могут передать всего диапазона цветов, видимых Основы компьютерной графики человечьим глазом.

Рис. 8. Цветовая модель RGB

Рис. 9. Цветовая модель СMY

Модель HSB. Охарактеризовывать цвет можно с внедрением других зрительных компонент. Так, в модели HSB базисное цветовое место строится по трем координатам: цветовому тону (Hue); насыщенности (Saturation); яркости (Brightness). Эти характеристики можно представить в виде 3-х координат, при помощи которых можно Основы компьютерной графики графически определять положение видимого цвета в цветовом пространстве.

Рис.10. Цветовая модель HSB

На центральной вертикальной оси откладывается яркость (рис. 10), а на горизонтальной - насыщенность. Цветовому тону соответствует угол, под которым ось насыщенности отходит от оси яркости. В районе наружного радиуса находятся насыщенные, калоритные цветовые тона, которые по мере приближения к Основы компьютерной графики центру смешиваются и становятся наименее насыщенными. При перемещении по вертикальной оси цвета разных тонов и насыщенности становятся или светлее, или темнее.

В центре, где все цветовые тона смешиваются, появляется нейтральный сероватый цвет.

Данная цветовая модель отлично согласуется с восприятием человека: цветовой тон является эквивалентом длины волны света, насыщенность Основы компьютерной графики - интенсивности волны, а яркость охарактеризовывает количество света.

Система CIE. Цветовое место можно использовать для описания спектра тех цветов, которые воспринимаются наблюдателем либо воспроизводятся устройством. Этот спектр именуется политрой. Данный трехмерный формат также очень комфортен для сопоставления 2-ух либо нескольких цветов. Трехмерные цветовые модели и трехзначные цветовые системы, такие как RGB, CMY Основы компьютерной графики и HSB, именуются трехкоординатными колориметрическими данными.

Для хоть какой системы измерения требуется повторяемый набор стандартных шкал. Для колориметрических измерений цветовую модель RGB в качестве стандартной использовать нельзя, так как она неповторяема - это место находится в зависимости от определенного устройства. Потому появилась необходимость сотворения универсальной цветовой системы. Таковой системой является CIE Основы компьютерной графики. Для получения набора стандартных колориметрических шкал, в 1931 году Интернациональная комиссия по свету - Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) - утвердила несколько стандартных цветовых пространств, описывающих видимый диапазон. С помощью этих систем можно ассоциировать меж собой цветовые места отдельных наблюдателей и устройств на базе повторяемых эталонов.

Цветовые системы СIЕ подобны Основы компьютерной графики другим трехмерным моделям, рассмотренным выше, так как, для того, чтоб найти положение цвета в цветовом пространстве, в их тоже употребляется три координаты. Но в отличие от обрисованных выше места CIE - другими словами CIE XYZ, CIE L*a*b* и CIE L*u*v* - не зависят от устройства Основы компьютерной графики, другими словами спектр цветов, которые можно найти в этих местах, не ограничивается изобразительными способностями того либо другого определенного устройства либо зрительным опытом определенного наблюдающего.

CIE XYZ. Главное цветовое место CIE - это место CIE XYZ. Оно выстроено на базе зрительных способностей так именуемого стандартного наблюдающего, другими словами гипотетичного зрителя, способности которого были Основы компьютерной графики кропотливо исследованы и зафиксированы в процессе проведенных комиссией CIE долгих исследовательских работ людского зрения. В этой системе три главных цвета (красноватый, зеленоватый и голубий) стандартизированы по длине волны и имеют фиксированные координаты в координатной плоскости xy.

R G B
X 0.72 0.28 0.18
Y 0.27 0.72 0.08
l,mm 700.0 564.1 435.1

По приобретенным в итоге исследовательских работ Основы компьютерной графики данным была построена диаграмма цветности xyY - хроматическая диаграмма (рис. 11).

Все цвета, видимые человечьим глазом, размещены снутри замкнутой кривой. Главные цвета модели RGB образуют верхушки треугольника. В данном треугольнике заключены цвета, отображаемые на мониторе. Цвета модели CMYK, которые могут быть воспроизведены при печати, заключены в многоугольник. 3-я координата Основы компьютерной графики Y, перпендикулярна к хоть какой точке кривой и показывает градации яркости того либо другого цвета.

Модель CIE Lab. Данная модель сотворена как улучшенная модель CIE и также является аппаратно-независимой. Мысль, лежащая в базе модели Lab, заключается в том, что каждый шаг в увеличении числового значения 1-го канала соответствует одному Основы компьютерной графики и тому же зрительному восприятию, что и другие шаги. В модели Lab величина L охарактеризовывает светлоту (Lightness) и может изменяться от 0 до 100%. Индекс а определяет спектр цвета по цветовому колесу от зеленоватого до красноватого и имеет значение от - 120 (зеленоватый) до +120 (красноватый), индекс b определяет спектр от голубого (- 120 ) до желтоватого (+120 ). В центре Основы компьютерной графики колеса насыщенность цветов равна 0.

Цветовой охват Lab вполне включает цветовые охваты всех других цветовых моделей и людского глаза. Издательские программки употребляют модель Lab как промежную при конвертации RGB CMYK.

1.2.4. Типы растровых изображений

В компьютерной графике можно выделить несколько типов растровых изображений исходя из убеждений описания черт цвета.

Черно-белые изображения Основы компьютерной графики. Изображение может характеризоваться наибольшим числом цветов, которые могут быть в нем применены. Самый обычной тип изображения - монохромное изображение (bitmap). На каждый пиксел такового изображения отводится 1 бит инфы (темный либо белоснежный цвет). В черно-белое монохромное изображение можно конвертировать хоть какой полутоновый набросок с различной степенью зрительной погрешности Основы компьютерной графики, зависимо от типа оригинала.

Полутоновые изображения. Такие изображения нередко обозначают термином grayscale (градации сероватого), потому что они могут содержать 256 градаций сероватого цвета, любая из которых характеризуется значением яркости от 0 (темный цвет) до 255 (белоснежный цвет). Этого полностью довольно, для корректного отображения черно-белого полутонового изображения, к примеру фото либо Основы компьютерной графики карандашного рисунка. Глубина цвета данного изображения, таким макаром, составляет 8 бит. Хоть какое цветное изображение можно конвертировать в полутоновое.

Цветные изображения. К цветным относятся изображения, с глубиной цвета более 24 бит на пиксел, что позволяет показать 16,7 миллионов цветов. Цветные изображения являются многоканальными. Каждый канал такового изображения является полутоновым, где по аналогии с цветами сероватого Основы компьютерной графики отображается рассредотачивание базисного цвета, при наложении каналов создается полноцветное изображение. К цветным относятся изображения RGB, CMYK, Lab и другие. Они отличаются по глубине цвета и по методу математического описания цвета, другими словами по цветовой модели.

Индексированные цвета. В данном формате заместо 3-х цветовых каналов употребляется один Основы компьютерной графики, в каком информация о компонентах цвета (красноватом, зеленоватом и голубом) каждого пикселя записывается в цветовую таблицу в виде фиксированных значений. Глубина индексированного цвета может составлять 2-8 бит.

В картосоставлении обычно индексируют цветные изображения, созданные для использования в качестве картографических основ. Этим добиваются экономии дискового места и поболее высочайшей скорости обмена информацией Основы компьютерной графики при работе с растровой картографической основой.

При оборотном преобразовании битового изображения с индексированными цветами в RGB-файл, возрастет размер файла, но качество отображения не повысится, потому что в нем останутся те же 256 цветов.

1.2.5. Обыкновенные цвета и цвета

Как ранее говорилось, при печати триадными красками могут воспроизводиться не все цвета цвета. Потому для Основы компьютерной графики более четкой передачи какого-нибудь колера используются так именуемые обыкновенные либо плашечные цвета.

Обыкновенные цвета воспроизводятся на печатной машине заблаговременно смешанными красками. Этим методом могут быть получены сотки разных цветовых цветов. Обыкновенные цвета позволяют достигнуть более четкого повторения уникальных цветов (к примеру, в логотипе). Они также могут употребляться для Основы компьютерной графики сотворения зрительных эффектов в одно-, двух-, либо трех-цветном издании при малых издержек.

Существует несколько систем обычных цветов, более всераспространенная - система PANTONE, в какой любая краска имеет собственный цифровой код. Подбор подходящей краски облегчается с помощью особых каталогов обычных цветов.

1.2.6. Форматы графических файлов

Значение файловых форматов и их способностей Основы компьютерной графики является одним из главных причин в компьютерной графике. Для каждого метода внедрения изображения (полиграфия, просмотр на мониторе, передача по сети и т.д.) есть свои стандартные форматы.

Выбор определенного формата для определенного приложения обычно подразумевает разные взаимозависимые суждения, включая качество, упругость, вычисления, хранение либо эффективность передачи и возможность поддержки существующими Основы компьютерной графики программками.

Все форматы можно условно поделить на растровые и векторные, в согласовании с 2-мя типами графических изображений.

Растровые форматы

TIFF (Tagged Image Format). Является на сегодня самым всераспространенным из графических форматов для растровых изображений, практически - фабричным эталоном. TIFF поддерживается фактически всеми программками на платформах PC и Macintosh. Не считая поддержки Основы компьютерной графики всех цветовых моделей, может сохранять обтравочные контуры, альфаканалы, установки печати, калибровочную информацию. Включает схемы сжатия для уменьшения размера файла. Применяется для хранения сканированных изображений и размещения их в программках графического дизайна и издательских системах, для обмена растровыми изображениями меж платформами.

PSD (PhotoShop Document). Внутренний формат программки Adobe Основы компьютерной графики Photoshop. Поддерживает 48-разрядное кодирование цвета и разные цветовые модели. Сохраняет информацию о внутренней структуре файла. Употребляется для хранения документов, нуждающихся в редактировании. Окончательный вариант изображения перед внедрением в других приложениях, нужно конвертировать в формат TIFF.

JPEG (Joint Photographic Experts Group). Появился как формат сжатия файлов. При каждом сохранении в Основы компьютерной графики JPEG происходит утрата свойства, т.к. в данном формате применяется метод сжатия изображений с потерей свойства. Размер файла может быть уменьшен в 10-ки раз (степень сжатия задается юзером). Поддерживает полутоновые и полноцветные изображения в моделях RGB и CMYK, обтравочные контуры, цветовые профили. Употребляется в большей степени для передачи изображений по Основы компьютерной графики сетям. Внедрение в полиграфии не нужно. В любом случае, в формате JPEG следует сохранять только конечный вариант работы, так как каждое новое сохранение приводит к дополнительным искажениям данных.

Photo CD. Разработан компанией Kodak для хранения библиотек цифровых растровых изображений высочайшего свойства. Изображения в формате Photo CD записываются на специализированных Основы компьютерной графики рабочих станциях Kodak. Файлы данного формата имеют внутреннюю структуру, обеспечивающую хранение изображения с фиксированными величинами разрешений. Формат поддерживает только цветовое место Photo YCC, сжимает изображения с наименьшими потерями цветовой инфы.

Windows Bitmap. Данный формат предназначен для использования в операционной системе Windows. Поддерживает индексированные и RGB модели. Не сохраняет Основы компьютерной графики обтравочные контуры, альфаканалы и цветовые профили. В издательской деятельности не применяется.

GIF (Graphics Interchange Format). Разработан специально для передачи растровых изображений по сетям. Поддерживает метод сжатия LZW и индексированные цвета, не поддерживает дополнительные каналы, обтравочные контуры и цветовые профили. Файл GIF может содержать не одну, а несколько растровых Основы компьютерной графики изображений, которые демонстрируются попеременно с обозначенной в файле частотой (GIF-анимация). В издании не применяется.

Векторные форматы

Большая часть векторных форматов могут также содержать не только лишь векторную информацию, также внедренные в файл растровые объекты либо ссылку на растровый файл (разработка OPI).

Сложность при передаче данных из 1-го векторного формата в другой заключается Основы компьютерной графики в использовании программками разных алгоритмов при построении векторных и описании растровых объектов.

WMF (Windows MetaFile). Является внутренним форматом Windows, служит для передачи векторов через буфер обмена (Сlipboard). Но данный формат искажает цвета, не сохраняет ряд характеристик векторных объектов и плохо поддерживается программными приложениями на платформе Macintosh.

PDF (Portable Document Основы компьютерной графики Format). Формат PDF был сотворен компанией Adobe в качестве формата электрического документооборота. PDF-файлы сохраняют форматирование документа на различных компьютерных платформах и в разных прикладных программках. Из-за маленьких объемов PDF-файлов лучшим методом их пересылки стали средства электрической почты и Internet. Формат PDF все более приближается к тому Основы компьютерной графики, чтоб стать принятым редактируемым эталоном, независящим от сред и устройств, позволяющим строить на его базе устойчивый технологический процесс для всей цепочки издательского процесса вывода на экран, печать либо CD. PDF является странично-ориентированным, в отличие от PostScript, файлы которого являются начальными текстами, интерпретируемыми устройствами печати либо программками. В текущее Основы компьютерной графики время есть растровые микропроцессоры, которые позволяют использовать в качестве входящего файла файл в формате PDF.

Adobe PostScript. Является языком описания страничек. Файлы этого формата представляют собой программку с командами на выполнение для выводного устройства и создаются при помощи функции Print to file (Печатать в файл) графических программ при использовании Основы компьютерной графики драйвера PostScript-принтера. Такие файлы содержат внутри себя сам документ, все связанные файлы (растровые и векторные), использованные шрифты, информацию о цветоделении и растрировании, управлении цветом и другие данные. Употребляются графическими программками и издательскими системами.

EPS (Encapsulated PostScript). Формат EPS (Encapsulated PostScript) представляет собой облегченную версию PostScript: не Основы компьютерной графики содержит в одном файле более одной странички, не сохраняет ряд установок для принтера. Формат позволяет хранить все типы изображения в хоть какой цветовой модели. Поддерживается и редактируется всеми современными графическими и издательскими программками. Применяется как обменный формат в полиграфии.

Существует два варианта данного формата: без экранной версии и с экранной версией Основы компьютерной графики изображения с низким разрешением. Если печатающее устройство не поддерживает язык PostScript, то на печать выводится изображение с низким разрешением.

DXF. Формат DXF является форматом обмена чертежными данными в системах автоматического проектирования. Данный формат поддерживает большая часть CAD-приложений, также многие графические программки, в том числе CorelDraw, FreeHand Основы компьютерной графики. Формат DXF способен передавать информацию о трехмерных формах, включая каркасы и заполненные плоскости. В картоиздании употребляется в большей степени в качестве обменного формата для преобразований типа ГИС Издательские системы.


osnovi-opisaniya-pryamolinejnih-kolebanij-tochki.html
osnovi-organizacii-buhgalterskogo-ucheta-zarabotnoj-plati-na-predpriyatii.html
osnovi-organizacii-i-bezopasnosti-dorozhnogo-dvizheniya-referat.html