Векторная графика

Оглавление

Векторная графика 2

Растровая графика 3

Сравнение изображений векторной и растровой графики 3

Достоинства растровой графики 3

Недостатки растровой графики 4

Достоинства векторной графики 4

Недостатки векторной графики 4

Adobe Photoshop 5

Особенности 5

Версии Adobe Photoshop 6

Расширенные функции программы 7

Adobe Illustrator 7

Интерфейс 8

Функционал 8

CorelDRAW 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Векторная графика

Векторная графика представляет изображение как набор геометрических примитивов. Обычно в качестве них  выбираются точки, прямые, окружности, прямоугольники, а также как общий  случай, сплайны некоторого порядка. Объектам присваиваются некоторые  атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и  других чисел, характеризующих набор  примитивов. При воспроизведении  перекрывающихся объектов имеет  значение их порядок.

Изображение в векторном  формате даёт простор для редактирования. Изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться. Также имитация трёхмерности в векторной графике проще, чем в растровой. Дело в том, что каждое такое преобразование фактически выполняется так: старое изображение (или фрагмент) стирается, и вместо него строится новое. Математическое описание векторного рисунка остаётся прежним, изменяются только значения некоторых переменных, например, коэффициентов. При преобразовании растровой картинки исходными данными является только описание набора пикселей, поэтому возникает проблема замены меньшего числа пикселей на большее (при увеличении), или большего на меньшее (при уменьшении). Простейшим способом является замена одного пикселя несколькими того же цвета (метод копирования ближайшего пикселя: Nearest Neighbour). Более совершенные методы используют алгоритмы интерполяции, при которых новые пиксели получают некоторый цвет, код которого вычисляется на основе кодов цветов соседних пикселей. Подобным образом выполняется масштабирование в программе Adobe Photoshop (билинейная и бикубическая интерполяция).

Сплайн - основное понятие  векторной графики. Линейные картинки - это сплайны. На сплайнах построены  современные шрифты TrueType и PostScript. Суть сплайна: любую элементарную кривую можно построить, зная четыре коэффициента P0, P1, P2 и P3, соответствующие четырем точкам на плоскости. Перемещая эти точки, меняем форму кривой.

Примером векторной графики  служат работы, созданные в графическом  редакторе CorelDraw. В отличие от растра векторное изображение состоит из отдельных линий-направляющих (векторов) которые образуют изображение. В файле хранится информация не о каждой точке, а об элементах, из которых состоит изображение, т.е. о направляющих из которых она создана. Векторные изображения занимают сравнительно небольшой объем и легки в редактировании. Любой элемент картинки может быть изменен отдельно от других. Изображение легко меняет размер, не теряя качества и сохраняя первоначальную композицию (расположение элементов) Вектор пластичен, что позволяет отображать его на устройствах с различной разрешающей способностью одинаково качественно. Но изображения векторной графики просты по визуальному восприятию и в основном выглядят "нарисованными".

Такой способ представления  хорош для схем, используется для  масштабируемых шрифтов, деловой графики, очень широко используется для создания мультфильмов и просто роликов разного  содержания.

 

Растровая графика

 

Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселей. Каждому пикселю сопоставляется значение — яркости, цвета, прозрачности — или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое  число строк и столбцов.

Без особых потерь растровые  изображения можно только лишь уменьшать, хотя некоторые детали изображения  тогда исчезнут навсегда, что иначе  в векторном представлении. Увеличение же растровых изображений оборачивается "красивым" видом на увеличенные  квадраты того или иного цвета, которые  раньше были пикселями.

Суть принципа точечной графики: если надо закодировать какой-то объект, то на него "накладываем" сетку  и создаем матрицу (таблицу) той  же размерности, заполняя единицами  ячейки, наложенные на объект, и нулями вне объекта. Если границы оригинального  объекта параллельны границам ячеек  сетки, получается идеальная матрица (bitmap) из нулевых и единичных битов, которая представляет закодированное изображение объекта. Если эту матрицу вывести на экран или принтер или на диск для хранения, то получим оттиск объекта. Таким образом, с помощью отдельных блоков можно закодировать изображение любого объекта - известный древний способ рисования по клеточкам!

Но идеальный случай, когда  границы объекта совпадают с  направляющими линиями матрицы, реализуется редко. Ясно, что, если имеем  полностью пустые и полностью  заполненные квадратики - это биты 0 и 1. А если не полностью заполненные  и не полностью пустые? Очевидно, что в общем случае нужно установить порог: Ниже этого порога - нолики? а  выше - единицы. Например, если порог  меньше 1/2, то 0, если больше, то 1.

Типичным примером растровой  графики служат отсканированные  фотографии или изображения, созданные  в графическом редакторе PhotoShop. Применение растровой графики позволяет добиться изображения высочайшего фотореалистичного качества. Однако этот способ хранения имеет свои недостатки, например, больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями и др.

Сравнение изображений векторной и растровой  графики

 

Достоинства растровой  графики 

1. Каждый  пиксел независим друг от друга.
2. Техническая реализуемость автоматизации ввода (оцифровки) изобразительной информации. Существует развитая система внешних устройств для ввода изображений (к ним относятся сканеры, видеокамеры, цифровые фотокамеры, графические планшеты).
3. Фотореалистичность (можно получать живописные эффекты, например, туман или дымку, добиваться тончайшей нюансировки цвета, создавать перспективную глубину и нерезкость, размытость и т.д.)
4. Форматы файлов, предназначенные для сохранения точечных изображений, являются стандартными, поэтому не имеет решающего значения, в каком графическом редакторе создано то или иное изображение.

Недостатки растровой  графики 

1. Объём файла точечной графики однозначно определяется произведением площади  изображения на разрешение и на глубину  цвета (если они приведены к единой размерности). При этом совершенно неважно, что отображено на фотографии: белый  снежный пейзаж с одиноким столбом  вдалеке, или сцена рок-концерта с обилием цвета и форм. Если три параметра одинаковы, размер файла будет практически одинаковым.
2. Сильные искажения при малейшей трансформации.
3. Невозможность увеличения изображений.

Достоинства векторной  графики 

1. Векторная графика - очень экономичный способ кодирования. Она экономна в плане  объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется  не само изображение, а только некоторые  основные данные, используя которые  программа всякий раз воссоздает изображение заново. Кроме того, описание цветовых характеристик ненамного  увеличивает размер файла.
2. Свобода трансформации. Векторное изображение можно вращать, масштабировать без потери качества изображения. Объекты векторной графики просто трансформируются и ими легко манипулировать, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения.
3. Аппаратная независимость. Векторная графика "работает" с идеальными объектами, которые сами приноравливаются к изменениям: можно не знать, для каких устройств делается тот или иной документ. Векторная графика максимально использует возможности разрешающей способности любого выводного устройства: изображение всегда будет настолько качественным, насколько способно данное устройство.

Недостатки векторной  графики 

1. Программная зависимость. Каждая программа строит кривые Безье по своим алгоритмам. (Например, формат .cdr программы Corel Draw не описан и является нестандартным). Часто необходимо конвертирование. Каждая программа сохраняет данные в своем собственном формате, поэтому изображение, созданное в одном векторном редакторе, как правило, не конвертируется в формат другой программы без погрешностей. Некоторые эффекты, примененные в одном редакторе, не будут поддерживаться другими.
2. Сложность векторного принципа описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, хотя эта проблема активно и весьма успешно разрабатывается.
3. Векторная графика действительно ограничена в чисто живописных средствах и не предназначена для создания фотореалистичных изображений.

 

 

Adobe Photoshop

 

Adobe Photoshop — многофункциональный графический редактор, разработанный и распространяемый фирмой Adobe Systems. В основном работает с растровыми изображениями, однако имеет некоторые  векторные инструменты. Продукт является лидером рынка  в области коммерческих средств  редактирования растровых изображений, и наиболее известным продуктом  фирмы Adobe. Часто эту программу называют просто Photoshop (Фотошоп). В настоящее время Photoshop доступен на платформах Mac OS X/Mac OS и Microsoft Windows. Ранние версии редактора были портированы под SGI IRIX, но официальная поддержка была прекращена, начиная с третьей версии продукта. Для версии CS 2 возможен запуск под Linux с помощью альтернативы Windows API — Wine 0.9.54 и выше.

 

Особенности 

Несмотря на то, что изначально программа была разработана как  редактор изображений для полиграфии, в данное время она широко используется и в веб-дизайне. В более ранней версии была включена специальная программа для этих целей — Adobe ImageReady, которая была исключена из версии CS3 за счёт интеграции её функций в сам Photoshop, а также включения в линейку программных продуктов Adobe Fireworks, перешедшего в собственность Adobe после приобретения компании Macromedia.

Photoshop тесно связан с другими программами для обработки медиафайлов, анимации и другого творчества. Совместно с такими программами, как Adobe ImageReady (программа упразднена в версии CS3), Adobe Illustrator, Adobe Premiere, Adobe After Effects и Adobe Encore DVD, он может использоваться для создания профессиональных DVD, обеспечивает средства нелинейного монтажа и создания таких спецэффектов, как фоны, текстуры и т. д. для телевидения, кинематографа и всемирной паутины. Photoshop также прижился в кругах разработчиков компьютерных игр. Основной формат Photoshop, PSD, может быть экспортирован и импортирован всеми программными продуктами, перечисленными выше. Photoshop CS поддерживает создание меню для DVD. Совместно с Adobe Encore DVD, Photoshop позволяет создавать меню или кнопки DVD. Photoshop CS3 в версии Extended поддерживает также работу с трёхмерными слоями.

Из-за высокой популярности Photoshop поддержка специфического для неё формата PSD была реализована во многих графических программах, таких как Macromedia Fireworks, Corel PHOTO-PAINT, WinImages, GIMP, Corel Paint Shop Pro и других.

Photoshop поддерживает следующие цветовые модели или способы описания цветов изображения (в нотации самой программы — режим изображения):

• RGB
• LAB
• CMYK
• Grayscale
• Bitmap
• Duotone
• Indexed
• Multichannel

Поддерживается обработка  изображений, как с традиционной глубиной цвета 8 бит (256 градаций на один канал), так и с повышенной 16 и 32 бит (65’536 и 4’294’967’296 градаций на канал  соответственно). Возможно сохранение в файле дополнительных элементов, как то: направляющих (Guide), каналов (например, канала прозрачности — Alpha channel), путей обтравки (Clipping path), слоёв, содержащих векторные и текстовые объекты. Файл может включать цветовые профили (ICC), функции преобразования цвета (transfer functions), пропорции пиксела (Pixel Aspect Ratio).

Версии Adobe Photoshop

Photoshop v.10.0, датируемый апрелем 2007 года, имеет название «Photoshop CS3». Аббревиатура «CS3» означает, что продукт интегрирован в третью версию пакета программ «Adobe Creative Suite». В предыдущих продуктах — Photoshop CS и CS 2, c целью отличия от прежних версий и укрепления принадлежности к новой линейке продуктов, был изменён символ программы: вместо изображения глаза, которое присутствовало в версиях с 3-й по 7-ю, в стилевом решении использовалось изображение перьев. В Photoshop CS3 в иконке приложения и экране-заставке используются буквы из названия продукта «Ps» на синем градиентном фоне. Список нововведений включает в себя новый интерфейс, увеличенную скорость работы, новый Adobe Bridge, новые фильтры и инструменты, а также приложение Device Central, позволяющее осуществлять предварительный просмотр работы в шаблонах популярных устройств, например мобильных телефонов.

Последние версии включают в  себя Adobe Camera RAW — плагин, разработанный Томасом Ноллом (Thomas Knoll), который позволяет читать ряд RAW-форматов различных цифровых камер и импортировать их напрямую в Photoshop.

Хотя Photoshop практически монополизирует профессиональный рынок, высокая цена привела к появлению конкурирующих программных продуктов, занимающих среднюю и низшую ценовую нишу рынка, некоторые из которых, к примеру GIMP, совершенно бесплатны. Для завоевания этой части рынка и для противостояния необычайно высоким показателям нелегального использования своих профессиональных продуктов, Adobe представил программы среднего и низшего класса Photoshop Elements и Photoshop Album, первая из которых является платной урезанной версией Photoshop, а вторая распространяется бесплатно и служит для организации и элементарной обработки фотографий. Продукт нацелен на любительский рынок, так как ограниченная функциональность делает Photoshop Elements неподходящим для подготовки изображений к печати. Программа Adobe Photoshop Lightroom служит исключительно для «проявки» цифровых негативов, простой ретуши фотоснимков и организации их каталога.

Расширенные функции  программы

Расширенная версия программы  Adobe Photoshop Extended предназначена для более профессионального использования, а именно — при создании фильмов, видео, мультимедийных проектов, трехмерного графического дизайна и веб-дизайна, для работы в областях производства, медицины, архитектуры, при проведении научных исследований.

В программе Adobe Photoshop Extended современных версий (CS4, CS5) можно открывать и работать с 3D-файлами, создаваемыми такими программами, как Adobe Acrobat 3D, 3ds Max, Maya и Google Earth. Photoshop поддерживает следующие форматы файлов 3D: U3D, 3DS, OBJ, KMZ и DAE. Возможно использовать трехмерные файлы для внедрения в двумерное фото. Доступны некоторые операции для обработки 3D-модели как работа с каркасами, выбор материалов из текстурных карт, настройка света. Также можно создавать надписи на 3D-объекте, вращать модели, изменять их размер и положение в пространстве. Программа включает в себя также команды по преобразованию плоских фотографий в трехмерные объекты определенной формы, такие как, например, банка, пирамида, цилиндр, сфера, конус и др.