Графическая информация и средства её обработки

Введение 

    В данной курсовой работе раскрывается тема «Графическая информация и средства её обработки». Графическая информация - сведения или данные, представленные в виде схем, эскизов, изображений, графиков, диаграмм, символов. Средствами обработки графической информации являются графические редакторы. Графические редакторы занимают среди программного обеспечения особое место. При наборе текстов и профессиональный писатель, и семиклассник, пишущий сочинение, выполняют одни и те же операции и предъявляют к программе сходные требования. Другое дело - графика. Здесь большинству рядовых пользователей требуется совсем иное, нежели профессионалам. Ведь они используют для своей работы, как правило, уже готовые изображения. На первое место выступает возможность быстрого просмотра имеющихся картинок, удобного преобразования из одного формата в другой, простейших, интуитивно понятных манипуляций: масштабирование, яркость, контрастность, резкость, инвертирование, повороты и т. п. Благодаря компьютерной графике можно оформить Интернет страницу, создать рекламу или просто редактировать собственные домашние фото. Поэтому тема моей курсовой работы очень актуальна в наше время. Ведь именно сейчас различного рода информация доносится до людей в основном через книги, газеты, журналы и другие печатные издания, и от того, как эта информация оформлена зависит массовый интерес к ней.

     Цель  работы: изучить свойства графической  информации и средства ее обработки.

     Задачи:

1. изучить характеристики растровой, векторной и демонстрационной графики;
2. рассмотреть современные программы обработки и просмотра графической информации:Paint, Adobe Photoshop, MS Power Point, ACDSee.

 

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ  О ГРАФИЧЕСКОЙ  ИНФОРМАЦИИ 

    Виды  компьютерной графики

    Компьютерная  графика - это область информатики, занимающаяся проблемами получения  различных изображений (рисунков, чертежей, мультипликации) на компьютере.

    Работа  с компьютерной графикой - одно из самых  популярных направлений использования  персонального компьютера, причем занимаются этой работой не только профессиональные художники и дизайнеры. На любом предприятии время от времени возникает необходимость в подаче рекламных объявлений в газеты и журналы, в выпуске рекламной листовки или буклета. Без компьютерной графики не обходится ни одна современная программа. Работа над графикой занимает до 90% рабочего времени программистских коллективов, выпускающих программы массового применения.

    Основные  трудозатраты в работе редакций и  издательств тоже составляют художественные и оформительские работы с графическими программами.

    Необходимость широкого использования графических  программных средств стала особенно ощутимой в связи с развитием Интернета.

    Область применения компьютерной графики не ограничивается одними художественными  эффектами. Во всех отраслях науки, техники, медицины, в коммерческой и управленческой деятельности используются построенные  с помощью компьютера схемы, графики, диаграммы, предназначенные для  наглядного отображения разнообразной  информации. Конструкторы, разрабатывая новые модели автомобилей и самолетов, используют трехмерные графические  объекты, чтобы представить окончательный  вид изделия. Архитекторы создают  на экране монитора объемное изображение  здания, и это позволяет им увидеть, как оно впишется в ландшафт.

    Различают три вида компьютерной графики. Это  растровая графика, векторная графика  и фрактальная. Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Чаще всего для этой цели используют отсканированные иллюстрации, подготовленные художниками, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры.

    Большинство графических редакторов, предназначенных  для работы с растровыми иллюстрациями, ориентированы не столько на создание изображений, сколько на их обработку. В Интернете пока применяются  только растровые иллюстрации. Программные  средства для работы с векторной  графикой предназначены в первую очередь для создания иллюстраций  и в меньшей степени для  их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики много проще. 

    Программные средства для работы с фрактальной  графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем  математических расчетов. Создание фрактальной  художественной композиции состоит  не в рисовании или оформлении, а в программировании.

    Фрактальная графика, как и векторная - вычисляемая, но отличается от неё тем, что никакие  объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому  ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину.

    Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. 
 
 

     1.2 Растровая графика

     Наиболее  просто реализовать растровое представление  изображения. Растр, или растровый  массив (bitmap), представляет совокупность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное  состояние) или выключен (нулевое  состояние). Состояния битов можно  использовать для представления  черного или белого цветов, так  что, соединив на канве несколько  битов, можно создать изображение  из черных и белых точек.

     Растровое изображение напоминает лист клетчатой  бумаги, на котором каждая точка  закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок, как  показано на рис.1.2.1. 

     

     Рисунок 1.2.1. - Растровое изображение 

     Основным  элементом растрового изображения  является пиксел (pixel). Под этим термином часто понимают несколько различных  понятий:

     - отдельный элемент растрового  изображения,

     - отдельная точка на экране  монитора,

     - отдельная точка на изображении,  напечатанном принтером.

     Поэтому на практике эти понятия часто  обозначают как:

     - пиксел – отдельный элемент  растрового изображения

     - видеопиксел – элемент изображения  на экране монитора,

     - точка – отдельная точка, создаваемая  принтером или фотонаборным автоматом.

     Цвет  каждого пиксела растрового изображения  – черный, белый, серый или любой  из спектра – запоминается с помощью  комбинации битов. Чем больше битов  используется для этого, тем большее  количество оттенков цветов для каждого  пиксела можно получить. Число  битов, используемых компьютером для  хранения информации о каждом пикселе, называется битовой глубиной или  глубиной цвета.

     Наиболее  простой тип растрового изображения  состоит из пикселов, имеющих два  возможных цвета – черный и  белый. Для хранения такого типа пикселов требуется один бит памяти компьютера, поэтому изображения, состоящие  из пикселов такого вида, называют 1-битовыми изображениями. Для отображения  большего количества цветов используется больше битов информации. Число возможных  и доступных цветов или градаций серого цвета каждого пиксела  равно двум в степени, равной количеству битов, отводимых для каждого  пиксела. 24 бита обеспечивают более 16 миллионов  цветов. О 24-битовых изображениях часто  говорят как об изображениях с  естественными цветами, так как  такого количества цветов более чем  достаточно, чтобы отобразить всевозможные цвета, которые способен различить  человеческий глаз.

     Основной  недостаток растровой графики состоит  в том, что каждое изображения  для своего хранения требует большое  количество памяти. Простые растровые  картинки, такие как копии экрана компьютера или черно-белые изображения, занимают до нескольких сотен килобайтов памяти. Детализированные высококачественные рисунки, например, сделанные с помощью  сканеров с высокой разрешающей  способностью, занимают уже десятки  мегабайтов. Для разрешения проблемы обработки объемных (в смысле затрат памяти) изображений используются два  основных способа:

     - увеличение памяти компьютера;

     - сжатие изображений.

     Другим  недостатком растрового представления  изображений является снижение качества изображений при маштабировании. 

     1.3 Векторная графика

     Векторное представление, в отличие от растровой  графики, определяет описание изображения  в виде линий и фигур, возможно, с закрашенными областями, заполненными сплошным или градиентным цветом. Хотя это может показаться более  сложным, чем использование растровых  массивов, но для многих видов изображений  использование математических описаний является более простым способом.

     В векторной графике для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул для  описания объектов. Это позволяет  различным устройствам компьютера, таким как монитор и принтер, при рисовании этих объектов вычислять, где необходимо помещать реальные точки.

     Векторную графику часто называют объектно-ориентированной  или чертежной графикой. Имеется  ряд простейших объектов, или примитивов, например: эллипс, прямоугольник, линия.

     Основное достоинство векторной графики – описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания этой же окружности средствами растровой графики потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы гораздо больше памяти.

     Кроме того, векторная графика в сравнении  с растровой имеет следующие  преимущества:

     - простота маштабирования изображения  без ухудшения его качества;

     - независимость объема памяти, требуемой  для хранения изображения, от  выбранной цветовой модели.

     Недостатком векторных изображений является их некоторая искусственность, заключающаяся  в том, что любое изображение  необходимо разбить на конечное множество  составляющие его примитивов.

     Растровая и векторная графика существуют не обособленно друг от друга. Так, векторные  рисунки могут включать в себя и растровые изображения. Кроме того, векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга – в этом случае говорят о конвертации графических файлов в другие форматы. Достаточно просто выполняется преобразование векторных изображений в растровые. Не всегда осуществимо преобразование растровой графики в векторную, так как для этого растровая картинка должна содержать линии, которые могут быть идентифицированы программой конвертации как векторные примитивы. Это касается, например, высококачественных фотографий, когда каждый пиксел отличается от соседних.

     1.3 Демонстрационная  графика

     Демонстрационная  графика связана с динамическими  объектами. В технологии изображения  динамических объектов используют три  основных способа: рисование-стирание, смена кадров (страниц), динамические образы.

     Первоначально показ слайдов (диапозитивов) понимался  буквально как поочередное проецирование  на большой экран фотографий, изготовленных  в этом формате. Альтернативным методом  является проецирование рисунков, сделанных  вручную или перенесенных на прозрачную пленку.

     В наше время программы демонстрационной графики позволяют использовать компьютер для создания слайдов (иногда их называют pages), содержащих текст, графику и художественно выполненные клипы. Применение компьютера для создания демонстрационных материалов имеет два главных преимущества:

     - автоматизируется процесс создания текста и диаграмм, так что любой может быстро и легко создавать привлекательные слайды.

     - появляется возможность просмотра слайдов в разных форматах: в виде распечаток, на экране и т.д., так что вы можете использовать слайды в различных деловых целях.

     Что может быть сделано с помощью  программ демонстрационной графики. Разумеется, можно готовить традиционные деловые  демонстрации и показывать слайды с помощью проектора, поясняя данные на каждом слайде. К счастью, вы не ограничены только традиционным подходом.