Ознакомительная версия.
Ну что ж, исторический экскурс можно считать законченным. Конечно, мы о многом не упомянули, обойдя и настольные издательства, и научную графику, и трехмерное моделирование. Но все это — узкоспециализированные решения, весьма далекие от среднестатистического компьютерщика, так что не будем подробно их рассматривать.
А теперь пора приступить к изучению компьютерной графики. Начнем со статичной, т. е. неподвижной графики, анимацией же займемся потом.
Статичная графика — это неподвижные изображения: фотографии, рисунки, схемы, многие элементы оформления Web-страниц. Здесь будет идти речь именно о ней.
Два вида статичной графики
Сначала поговорим о двух принципиально разных видах статичной компьютерной графики. А именно, о растровой и векторной графике. Это нам очень пригодится в дальнейшем.
Растровая графикаЕсли хорошенько рассмотреть фотографию в электронном виде на мониторе компьютера при большом увеличении, то можно увидеть, что она состоит из множества точек квадратной формы. Если рассматривать такую иллюстрацию на некотором расстоянии, а не вблизи, как сделали мы, отдельные точки сливаются в единое, кажущееся цельным, изображение. Это классический пример растровой графики. Такая графика, как мы выяснили, состоит из множества разноцветных точек — пикселов. Поэтому растровую графику иногда называют пиксельной.
На рис. 1.1 показан небольшой пример растрового изображения — литера А, как она отображается на экране компьютера. Хорошо видно, что она состоит из множества разноцветных — белых, серых и черных — пикселов.
Вообще, все, что отображается на экране компьютера, суть растровая графика. Дело в том, что компьютерный экран сам представляет собой не что иное, как растр. Поэтому самые первые компьютерные графические форматы были именно растровыми.
В случае растровой графики в графическом файле сохраняется упорядоченный набор (опытные компьютерщики говорят — массив) значений цветов в пикселах растра. Разумеется, где-то в начале файла, в его заголовке, должен быть записан размер изображения, например, 320×200 пикселов, иначе программное обеспечение не сможет правильно обработать файл. Также иногда в файл записываются дополнительные данные: сведения о создателе, о программе, в которой редактировался файл, и пр.
Для кодирования каждого пиксела растрового изображения отводится определенное количество битов, поэтому изображение может содержать только ограниченное количество цветов, называемое цветностью. Понятно, что чем больше выделяется битов на кодирование одного пиксела, тем большее количество цветов может быть использовано в изображении. В табл. 1.1 приведены используемые в настоящее время значения цветности изображений.
Да, но каким образом представляются значения цветов? Для этого используются два способа, которые мы сейчас рассмотрим.
В случае графики с цветностью TrueColor (фотореалистичной, или полноцветной) все очень просто. Значение цвета пиксела представляет собой три числа, обозначающих доли красной, зеленой и синей составляющих соответственно. Причем каждое число занимает ровно восемь битов, т. е. один байт. Такой способ задания цвета называется RGB (от английского Red, Green, Blue — красный, зеленый, синий).
Если изображение содержит меньшее количество цветов, то все немного сложнее. Сначала создается палитра — особая таблица, в которой записаны все цвета, используемые в изображении, в формате RGB. А значение цвета каждого пиксела в этом случае — просто номер (индекс), указывающий на нужный цвет в палитре. Такие цвета называются индексированными, а сама графика — графикой с палитрой. Размер палитры зависит от количества битов, выделяемых на представление цвета; например, если выделено 4 бита (полубайт), то палитра может содержать 16 цветов.
Очень часто, особенно в последнее время, применяются полупрозрачные изображения, сквозь которые "просвечивает" то, что находится под ними. Вы, наверно, видели шикарные пиктограммы Windows ХР, в которых полупрозрачность используется очень часто. В этом случае наряду со значением цвета каждого пиксела нужно хранить и степень его прозрачности. Для этого также используются два способа.
В случае полноцветной графики TrueColor все тоже довольно просто. Степень прозрачности пиксела задается с помощью дополнительных восьми битов ("Одного байта!" — кричат бывалые компьютерщики), добавляемых к уже имеющимся двадцати четырем (если 8 бит умножить на 3 цвета, получится как раз 24). Эти восемь битов называются каналом прозрачности или альфа-каналом, а сама цветность — TrueColor с каналом прозрачности или просто 32-битной.
Полноцветная графика позволяет художнику задать прозрачность отдельно для каждого пиксела. Графика же с палитрой таких вольностей не допускает. Здесь используется другой способ задания прозрачности: один из цветов палитры "в приказном порядке" объявляется прозрачным (прозрачный цвет). Обычно это цвет левого верхнего пиксела изображения.
Растровая графика имеет как достоинства, так и недостатки. Перечислим их, начав, разумеется, с достоинств.
□ Простота вывода. В самом деле, для того чтобы вывести растровое изображение на экран монитора или принтер, не требуются сверхсложные вычисления. Отображение растровой графики не "нагружает" слишком сильно процессор компьютера, а значит, вывод изображения происходит очень быстро. Какая-либо дополнительная обработка при этом отсутствует, за исключением, может быть, подстройки цветов.
□ Размер массива пикселов, а значит и графического растрового файла, зависит от геометрических размеров самого изображения и от его цветности (фактически — от количества битов на точку). Размер растрового изображения не зависит от его сложности. Это означает, что маленькие черно-белые изображения занимают меньше места, чем большие полноцветные. Это очень хорошо для Web-дизайна — там как раз используются, в основном, небольшие изображения.
□ Высокая точность и достоверность передачи полутоновых изображений, например, сканированных картин и фотографий. В самом деле, если использовать достаточно большое разрешение и цветность TrueColor, то цифровая копия визуально не будет отличаться от оригинала.
Теперь рассмотрим недостатки растровой графики.
□ Мы уже знаем, что размер массива пикселов зависит от геометрических размеров самого изображения и от его цветности. Иногда это выходит боком. Так, если мы сохраним в растровом формате простенькое, но полноцветное и, вдобавок, огромное по размерам изображение, оно вполне может занять на диске десятки мегабайт. Что ж, очень часто недостаток является обратной стороной достоинства…
□ Растровая графика зависит от разрешения устройства вывода: монитора или принтера. Разрешение — это максимальное количество пикселов по горизонтали и вертикали, которое может вывести устройство. В самом деле, если вывести изображение размером 640×480 пикселов на монитор с таким же разрешением, то этот рисунок займет весь экран целиком. Если же его вывести при разрешении 1024×768, то на экране отобразится только часть рисунка. Так что нам либо придется мириться с этим, либо выполнять масштабирование изображения — пропорциональное изменение его размеров, — чтобы "вписать" его в нужное нам разрешение.
□ Качество растровых изображений ухудшается при сильном масштабировании.
Последний пункт нужно пояснить на примере. Предположим, что мы имеем небольшое растровое изображение, и у нас возникло желание его увеличить. Откроем его в программе графического редактора, выполним команду увеличения и… Получим результат, показанный на рис. 1.2.
Слева на рис. 1.2 показано исходное изображение, справа — результат его увеличения. Видно, что каждый пиксел исходного изображения увеличился до размеров огромного "кирпича", в результате чего правое изображение сильно исказилось.
Как можно преодолеть этот недостаток?
Во-первых, по мере возможности не следует менять размеры растровых изображений. Лучше всего создавать их именно такого размера, какой нужен. В крайнем случае их можно уменьшить или совсем немного увеличить, чтобы точечная структура была незаметна.
Во-вторых, рекомендуется использовать достаточно мощные графические пакеты, например, последние версии Adobe Photoshop, для масштабирования растровой графики. Реализованные в них алгоритмы позволяют менять размеры изображений практически без потерь качества. Поставляемый в составе Microsoft Windows простейший графический редактор Paint этого не может.
Ознакомительная версия.
