Видыкомпьютерной графики и графических файлов
Цифровые изображения, применяющиеся виздательской деятельности, подразделяются на две категории: растровые и векторные.
Они существенно отличаются по способуформирования графической информации.
Как следствие, программы создания иредактирования изображения совершенно различны.
Векторные изображения состоят из контуров.Для описания контуров в программах редактирования векторной графики применяюттак называемые кривые Безье — параметрические кривые третьего порядка.
Контуры состоят из одного или несколькихсмежных сегментов, ограниченных узлами.
Контур — это элементарный объект векторнойграфики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из контуров. Простейшиеобъекты объединяются в более сложные, например квадрат можно рассматривать, какчетыре связанные линии.
Объекты векторной графики хранятся впамяти в виде набора параметров, но на экран изображение выводится в виде точек(так устроен монитор), поэтому перед выводом на экран программа производитвычисление экранных точек объекта.
Чем большее количество контуров содержитсяв изображении, тем оно выглядит более живым и детализированным.
Однако, с другой стороны, чем большеконтуров, тем больше вычислений необходимо произвести для построенияизображения, т.к. после каждого внесенного изменения все изображение полностьюпересчитывается.
Векторные изображения не в состоянииобеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но они компактны и допускаютсвободное масштабирование совершенно без потери качества.
Преимуществом векторных изображенийявляется также их легкое редактирование.
Способ представления растровых изображенийсовершенно отличен от векторных. Растровые изображения состоят из прямоугольныхточек, называемых растром. Такое представление изображений существует не тольков цифровом виде.
При пристальном взгляде на монитор илиэкран телевизора можно разглядеть маленькие точки люминофора — пиксели, из которыхсостоит экранное изображение.
В цифровом изображении каждая точка растра(пиксель) представлена единственным параметром — цветом. Именно это имеется ввиду, когда рассматривается понятие «значение пикселя».
Растровые изображения обеспечиваютмаксимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждыймельчайший фрагмент оригинала.
Такие изображения сохраняются в файлахгораздо большего объема, чем векторные, поскольку в них запоминается информацияо каждом пикселе изображения.
Т.о., размер растровых изображений зависитот их качества. Как следствие того, что они состоят из пикселей фиксированногоразмера, свободное масштабирование без потери качества невозможно.
Глубина цвета — это величина, определяющаяколичество бит, необходимых для запоминания одного пикселя (выражается встепенях числа 2, описывает максимальное число цветов или градаций серого визображении).
В черно-белом изображении на запоминаниеодного пикселя требуется 1 бит (20)
Полутоновое изображение может содержать256 оттенков и каждый пиксель кодируется 1байтом. 28 = 8 бит = 1 байт.
Цветное изображение в модели RGBкодируется 3 байтами.8х3=24 разрядная кодировка (224). В этом режиме может бытьпередано до 16 777 216 цветов.
Число существующих цветов, вообще говоря,безгранично. Некоторые устройства, к которым можно отнести и человеческиеглаза, способны воспринимать цвета.
Другие устройства способны воспроизводитьцвета. Однако делают они это по-разному. Человеческий глаз не способенвоспринять цвета ультрафиолетового и инфракрасного диапазона, однако то, что онвоспринимает, все равно гораздо больше, чем может передать экран монитора,офсетная печать или фотоснимок.
Их цветовой охват — диапазон цветов,которые могут быть воспроизведены, зафиксированы или описаны каким-либообразом, — меньше, чем цветовой охват человеческого глаза.
/>
Из-за разницы в цветовых охватах различныхустройств для передачи и получения изображений создано несколько цветовыхмоделей. Многообразие было предусмотрено вследствие того, что ни одна изцветовых моделей не является идеальной.
На экране монитора нельзя точно передатьчистый голубой и чистый желтый цвета, а при печати совсем не передаются цвета,составляющие которых имеют очень низкую плотность.
Существующие цветовые модели используютсядля взаимосвязи между устройствами с различными цветовыми охватами.
Модель RGB
RGB — сокращение английских слов Красный(Red), Зеленый (Green), Синий (Blue). Эта модель предназначена для описанияизлучаемых цветов. Базовые компоненты модели основаны на трех лучах — красном,синем и зеленом, т.к. человеческое восприятие цвета основано именно на них.
/>
Вся остальная палитра создается путемсмешения трех основных цветов в различных соотношениях.
Следует отметить, что при сложении двухосновных цветов полученный цвет будет светлее, чем базовые составляющие. Сдругой стороны, белый цвет и оттенки серого создаются путем смешения трехбазовых цветов в равной степени, но с различной насыщенностью. Изображения наэкране монитора, а также получаемые методом сканирования кодируются в моделиRGB.
Цветовое пространство модели иногдапредставляют в виде цветового куба.
По осям откладываются значения цветовыхканалов, каждый из которых может принимать значения от нуля (свет отсутствует)до 255 (наибольшая яркость света). Внутри куба содержатся все цвета модели.
/>
В точке начала отсчета координатных осейвсе значения каналов равны нулю (черный цвет), а в противоположной точкемаксимальные значения каналов при смешении образуют белый цвет.
Если две эти точки соединить отрезком, тона этом отрезке будет располагаться шкала оттенков от черного к белому — сераяшкала.
Три вершины куба дают три чистых исходныхцвета. В свою очередь, каждая из трех других вершин между ними дает чистый,смешанный из двух основных, цвет. Каждый цветовой канал и серая шкала имеют 256градаций.
Модель CMY предназначена для описанияотраженных цветов.
Цвета этой модели основаны на вычитаниичасти спектра падающего света (белого). При смешении двух основных цветоврезультат окажется темнее любого из исходных, поскольку каждый из цветовпоглощает свою часть спектра.
Каналы CMY представляют собой остатоквычитания основных RGB-компонентов из белого цвета (как известно, белый цветсостоит из полного спектра цветов).
При этом остаются следующие цвета: Cyan —голубой (белый цвет минус красный), Magenta — пурпурный (белый минус зеленый),Yellow — желтый (белый минус синий).
Т.к. черный цвет получить методом смешениятрех основных цветов не удастся, то в качестве усовершенствования этой моделипоявилась модель CMYK, в модель CMY был добавлен новый компонент — черный цвет.В цветовой модели CMYK — это и есть буква К (BlacK). Таким образом, CMYK —четырехканальная цветовая модель.
Модель CMYK предназначена для описанияпечатных изображений. Ее цветовой охват значительно ниже, чем у RGB, так какмодель CMYK описывает отраженные цвета, интенсивность которых всегда меньше,чем у излучающих.
Смешение всех компонентов при максимальныхзначениях дает черный цвет. С другой стороны, при полном отсутствии краски и,соответственно, нулевых значениях основных компонентов получится белый цвет.Применительно к CMYK белый цвет следует воспринимать как белую бумагу. Присмешивании основных компонентов с равными значениями получаются оттенки серогоцвета и образуется серая шкала.
Эта цветовая модель имеет несколькоособенностей, из-за которых переход в нее может создать некоторые проблемы.Дело в том, что цветовой охват CMYK недостаточно велик и перевод в эту модельиз модели RGB может привести к некоторым искажениям цветопередачи. Часть цветовиз охвата модели RGB не может быть передана на бумаге, вследствие чего невходит в охват модели CMYK. Эта модель имеет проблемы с передачей ярко-голубых,синих, зеленых и оранжевых цветов. При конвертировании эти цвета приводятся кнаиболее близким к ним в модели CMYK.
Цветовая модель Lab, являющаясяаппаратно-независимой моделью, основана на человеческом восприятии цвета. Приодинаковой интенсивности глаз человека воспринимает зеленый цвет лучей наиболееярким, несколько менее ярким — красный цвет и еще более темным — синий.
Необходимо иметь в виду, что яркостьявляется характеристикой восприятия, а не самого цвета.
Любой цвет в модели Lab определяетсяяркостью (Ligthness) и двумя хроматическими компонентами — параметром а,изменяющимся в пределах от зеленого до красного, и параметром в, изменяющимсяот синего до желтого. Яркость в модели Lab полностью отделена от цвета, чтоделает модель удобной для регулировки контраста, резкости и других тоновыххарактеристик изображения.
Цветовая модель HSB. В основе модели лежитвосприятие цветов глазом человека.
Hue – характеризуется величиной угла(положением цвета на цветовом круге). Т.е. это сам цвет.
Saturation – насыщенность (% белого вцвете)
Brightness – яркость или освещенность (%черного вцвете)
Модель HSB используется при регулировкецветов изображения.
Форматы файлов представляют различныеспособы сохранения изображения на диске.
Некоторые форматы обеспечивают уникальныесхемы сжатия изображения, другие дают возможность PS обмениваться изображениямис различными прикладными программами, выполняемыми как в Windows, так и надругих платформах.
Собственный формат — PSD (PhotoShopDocument) — это расширение стандартного формата представления данных в PS (онже формат по умолчанию). PSD это единственный формат, поддерживающий всеэлементы и объекты изображений, созданных в PS. Единственное, что несохраняется в этом формате, — это сведения палитры History.
По умолчанию в этом формате используетсясжатие данных без потерь. Это лучший формат изображений, находящихся в процессеразработки или нуждающихся в редактировании. Другими словами, все рабочиеверсии необходимо сохранять именно в этом формате.
Недостаток — данный формат поддерживаютотносительно мало приложений, он также не подходит для использования впрограммах макетирования страниц, для сохранения изображения в Web, для печати.
TIFF (Tagged Image File Format) — созданспециально для хранения сканированных изображений. TIFF использует алгоритмсжатия без потерь. Это универсальный формат. TIFF является основным форматомдля хранения сканированных изображений и размещения их в программахиллюстрирования и издательских системах.
GIF (Graphics Interchange Format — Форматграфического обмена) чаще всего используется для передачи графическойинформации через Internet (в виде вложений, на Web страницах, в почтовыхсообщениях). Формат GIF оптимально настроен на сохранение изображений,состоящих из ограниченного количества цветов, и полутоновых рисунков. Качествотеряется не при сжатии, а во время преобразованию изображения из цветовогорежима RGB в Index Color. Поскольку палитра RGB насчитывает около 16,7 млн.цветов, Index Color только 256 (макс. количество цветов, поддерживаемых GIF).Многоцветные изображения лучше сохранять в формате JPEG.
JPEG (Join Photographic Expert Group). —используется для значительного уменьшения размера файла. JPEG сжимаетизображение с потерей качества (данных). Причем, потеря качества наблюдаетсяпри каждом сохранении изображения в этом формате, вне зависимости от ихколичества. В процессе сохранения в формате JPEG часть данных определеннымобразом интерполируется. В процессе интерполяции часть пикселей окрашивается вдругие цвета.
Качество сжатия определяется визуально. Поэтому в основу интерполяции положена чувствительность восприятия человеческимглазом отдельных цветов. При сжатии в формате JPEG с изображения удаляютсяцвета, слабо воспринимаемые человеческим глазом. Качество лучше, чем уизображений GIF.
BMP (Bitmap) — собственный форматпрограммы MS Paint, ориентированный на применение в os Windows. Используетсядля создания изображений в файлах справочной системы или для рабочего столаWindows. Чтобы сэкономить память, необходимо уменьшить количество цветов до 256(Index Color).
PDF (Portable Document Format —Переносимый формат документов) является разновидностью языка PostScript,позволяющей просматривать на экране электронные документы. Универсальностьформата состоит в том, что созданные в различных программах публикации можносохранять в этом формате и просматривать на различных компьютерах с помощьюпрограммы Acrobat Reader.
EPS (Encapsulated PostScript) —представляет собой упрощенный вариант PostScript. Используется в PS, какформат обмена файлами между приложениями.