Растровые изображения.Чтобы компьютер смог обрабатывать рисунки, они должны быть представлены в числовой форме или, как принято говорить, закодированы. Для кодирования рисунок разбивают на небольшие одноцветные части. Все цвета, использованные в изображении, нумеруют, и для каждой части записывают номер ее цвета. Запомнив последовательность расположения частей и номер цвета для каждой части, можно однозначно описать любой рисунок.
Однако количество цветов в природе бесконечно, и приходится похожие цвета нумеровать одинаковыми числами. В зависимости от количества используемых цветов можно закодировать более или менее реалистичное изображение. Чем меньше цветов в рисунке, тем меньше номеров приходится использовать и тем проще закодировать изображение. В самом простом случае используются только черный и белый цвета. Рисунки, закодированные описанным способом, называются растровыми изображениями, растрами или битмапами, от английского слова bitmap – карта бит. Части, на которые разбиваются изображения, называют пикселями (PICture ELement – элемент рисунка). Пиксели часто называют точками. Рисунок из множества пикселей можно сравнить с мозаикой. Из большого количества разноцветных камешков собирается произвольная картина (рис. 6).
Рис. 6
Векторные изображения.В векторном способе кодирования геометрические фигуры, кривые и прямые линии, составляющие рисунок, хранятся в памяти компьютера в виде математических формул и геометрических абстракций, таких как круг, квадрат, эллипс и подобных фигур. Так, чтобы закодировать круг, не надо разбивать его на отдельные пиксели, а следует запомнить его радиус, координаты центра и цвет. Для прямоугольника достаточно знать размер сторон, место, где он находится, и цвет. С помощью математических формул можно описать самые разные фигуры. Чтобы нарисовать более сложный рисунок, применяют несколько простых фигур. Так, взяв несколько прямоугольников, мы можем получить схематичный рисунок трехдюймовой дискеты (рис. 7).
Рис. 7
Любое изображение в векторном формате состоит из множества составляющих частей, которые можно редактировать независимо друг от друга. Эти части называются объектами. С помощью комбинации нескольких объектов можно создавать новый объект, поэтому объекты могут иметь достаточно сложный вид. Для каждого объекта, его размеры, кривизна и местоположение хранятся в виде числовых коэффициентов. Благодаря этому появляется возможность масштабировать изображения с помощью простых математических операций, в частности, простым умножением параметров графических элементов на коэффициент масштабирования. При этом качество изображения остается без изменений.
Используя векторную графику, можно не задумываться о том, какое изображение нам нужно получить на выходе – миниатюрную эмблему или двухметровый транспарант. Работа над рисунком идет совершенно одинаково в обоих случаях. В любой момент можно преобразовать изображение в любой размер без потерь качества.
Важным преимуществом векторного способа кодирования изображений является то, что размеры графических файлов векторной графики имеют значительно меньший размер, чем файлы растровой графики. Однако есть и недостатки работы с векторной графикой. Прежде всего, некоторая условность получаемых изображений. Так как все рисунки состоят из кривых, описанных кривыми Безье [10], трудно получить реалистичное изображение. Для этого понадобилось бы слишком много элементов, поэтому рисунки векторной графики не могут использоваться для кодирования фотографий. Если попытаться описать фотографию, размер полученного файла окажется больше, чем соответствующего файла растровой графики.
Основные форматы векторной графики.Первым популярным форматом для представления векторной графики следует считать HPGL, разработанный компанией Hewlett-Packard для семейства своих плоттеров. Плоттер (графопостроитель) — это устройство для нанесения изображения на бумагу. Его перо в каждый заданный момент может двигаться только по прямой, поэтому объекты в HPGL разбивались на отрезки и в таком виде записывались в файл. Способ оказался весьма простым и эффективным, хотя и громоздким. HPGL в измененном и усложненном виде дожил до наших дней.
Однако сегодня наибольшее распространение получили другие, более совершенные форматы представления векторной графики.
Adobe PostScript
В настольных издательских системах DeskTop Publishing (DTP) фактически является стандартом отрасли. Первоначально он был разработан как язык представления страницы для высококачественных выводных устройств (лазерных принтеров и фотонаборных автоматов), но сегодня широко применяется в программах верстки и графических пакетах. Использует как векторный, так и растровый способы записи информации.
Последняя версия языка (Level 3) позволяет работать с такими сложными эффектами, как прозрачность, Hi-Fi-печать, поддерживает 4096 градаций каждого цвета и т. д. Существует несколько «диалектов» PostScript, самый известный из которых —Encapsulated PostScript (EPS).Другой бурно развивающийся сегодня вариант языка — Portable Document Format (PDF),формат пакета Adobe Acrobat. По сути, он представляет собой упрощенную и оптимизированную версию PostScript. Документ Adobe Illustrator также является PostScript-файлом.
Drawing exchange Format (DXF)
Формат, предназначенный для использования в системах автоматизированного проектирования, - прежде всего AutoCAD. В DXF реализованы многие возможности, отсутствующие в большинстве других форматов (например, хранение трехмерных объектов).
Windows MetaFile (WMF)
Изначально был создан для обмена данными между Windows-приложениями. Вполне пригоден для использования в программах офисного уровня, но слишком примитивен. Более развитый вариант WMF, который появился вместе с Windows 95 и называется Enhanced MetaFile (EMF), так и не получил широкого распространения.
PICT
Аналог формата WMF для платформы Macintosh. Имеет все те же недостатки, что и его собрат по Windows, умноженные на малую распространенность компьютеров Apple.
Каждый уважающий себя разработчик программы векторной графики (CorelDraw, Macromedia FreeHand и т. д.) считает своим долгом создать собственный формат представления данных, хотя в основе каждого из них лежат одни и те же математические модели описания изображений. Конкретные варианты могут настолько отличаться друг от друга, что уже сейчас возникают трудности в совмещении форматов.
белый цвета. Рисунки, закодированные описанным способом, называются растровыми изображениями, растрами или битмапами, от английского слова bitmap – карта бит. Части, на которые разбиваются изображения, называют пикселями (PICture ELement – элемент рисунка). Пиксели часто называют точками. Рисунок из множества пикселей можно сравнить с мозаикой. Из большого количества разноцветных камешков собирается произвольная картина (рис. 6).