Основы работы с компьютерной графикой
Видеосистема компьютера состоит из трех компонент: ü монитор (устройство вывода); ü видеоадаптер; ü программное обеспечение (драйверы видеосистемы).
ЭЛТ - мониторы Основной элемент дисплея: электроннолучевая трубка.
ЭЛТ - мониторы Экран покрыт люминофором — веществом, способным излучать свет при попадании на него быстрых электронов. Люминофор наносится в виде наборов точек трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Эти цвета называют основными, потому что их сочетаниями (в различных пропорциях) можно представить любой цвет спектра.
ЭЛТ - мониторы Наборы точек люминофора располагаются по треугольным триадам. Триада образует пиксел — точку, из которых формируется изображение (англ. pixel — picture element, элемент картинки). Расстояние между центрами пикселов называется точечным шагом монитора. Это расстояние существенно влияет на чёткость изображения (чем меньше шаг, тем выше чёткость). Обычно в цветных мониторах шаг составляет 0, 25 -0, 28 мм.
ЭЛТ - мониторы На противоположной стороне трубки расположены три (по количеству основных цветов) электронные пушки. Все три пушки "нацелены" на один и тот же пиксел. Чтобы электроны беспрепятственно достигали экрана, из трубки откачивается воздух, а между пушками и экраном создаётся высокое электрическое напряжение, ускоряющее электроны. Перед экраном на пути электронов ставится маска — тонкая металлическая пластина с большим количеством отверстий, расположенных напротив точек люминофора. Маска обеспечивает попадание электронных лучей только в точки люминофора соответствующего цвета.
ЭЛТ - мониторы На ту часть колбы, где расположены электронные пушки, надевается отклоняющая система монитора, которая заставляет электронный пучок пробегать поочерёдно все пикселы строку за строкой. Количество отображённых строк в секунду называется строчной частотой развертки. Частота, с которой меняются кадры изображения, называется кадровой частотой развёртки. Последняя не должна быть ниже 60 Гц, иначе изображение будет мерцать.
ЭЛТ - мониторы Безопасность работы: ü Излучение (мягкий рентген ~25 кэ. В) – устраняется с помощью стеклянных фильтров с включением атомов свинца. ü Электростатическое поле на экране – устраняется с помощью заземляющего проводящего покрытия. ü Магнитное поле отклоняющих катушек – устраняется с помощью экранов. ü Неправильная настройка – наиболее часто встречающееся нарушение: нечеткая картинка, высокая или низкая яркость и контрастность, низкая частота кадровой развертки, неправильное освещение.
ЭЛТ - мониторы С целью снижения риска для здоровья были разработаны рекомендации по параметрам мониторов. В каждой развитой стране есть собственные стандарты. В нашей стране действуют Санитарные правила и нормы определяющие требования к персональным ЭВМ и видеодисплейным терминалам Сан. Пи. Н (2. 2. 2. 0 - 94). Но особую популярность завоевали стандарты, разработанные в Швеции и известные под именами TCO и MPRII.
ЭЛТ - мониторы ТСО (The Swedish Confederation of Professional Employees, Шведская конфедерация профессиональных союзов) - это один из стандартов, который регулирует все виды воздействия монитора на человека: ü ü электромагнитная безопасность; эргономика; экологические стандарты; энергосбережение. В состав разработанных TCO рекомендаций сегодня входят четыре стандарта: TCO'92, TCO'95, TCO'99 и TCO'03.
ЭЛТ - мониторы MPRII - это еще один стандарт, разработанный в Швеции, который определяет максимально допустимые величины излучения магнитного и электрического полей, а также методы их измерения.
ЖК - мониторы Жидкие кристаллы — это особое состояние некоторых органических веществ, в котором они обладают текучестью и свойством образовывать пространственные структуры, подобные кристаллическим. Жидкие кристаллы могут изменять свою структуру и светооптические свойства под действием электрического напряжения.
ЖК - мониторы В ЖК мониторах используются в основном активные матрицы. Активные матрицы (TFT - Thin Film Transistor) используют прозрачный экран из транзисторов. Панель при этом разделена на независимые ячейки, каждая из которых состоит из четырех частей (для трёх основных цветов и одна резервная) и управляется собственным транзистором.
ЖК - мониторы
ЖК – мониторы (время отклика) Время отклика - суммарное время переключения пиксела с черного на белый и обратно, причем измеряется время изменения яркости пиксела от 10% до 90% (в настоящее время 3 -36 мсек).
ЖК – мониторы (углы обзора) Согласно текущим стандартам, производители матриц определяют угол обзора как угол относительно перпендикуляра к центру матрицы, при наблюдении под которым контрастность изображения в центре матрицы падает до 10: 1. Обычно 1500 -1780.
ЖК – мониторы (яркость и контрастность) Под яркостью понимается яркость белого цвета (то есть на матрицу подается максимальный сигнал) в центре экрана, под контрастностью – отношение уровня белого цвета к уровню черного, также в центре экрана. Регулировкой "Contrast" пользователь меняет яркость белого цвета (черный цвет остается неизменным), а регулировкой "Brightness" – яркость как черного, так и белого одновременно (в большинстве мониторов регулировка "Brightness" реализована изменением яркости ламп подсветки). Рабочая яркость современного ЖК монитора составляет 80. . . 200 кд/кв. м. , контрастность 300: 1 … 1000: 1.
ЖК – мониторы (цветопередача) С точки зрения цветопередачи производители обычно указывают лишь одну цифру – количество цветов, которое традиционно равняется 16, 2 млн. или 16, 7 млн. Но очень многие из выпускаемых сейчас матриц не умеют отображать более 262 тысяч цветов.
ЖК – мониторы (цветопередача) Обеспечение качественной цветопередачи – весьма сложная и комплексная задача. ü FRC (Frame Rate Control) – метод эмуляции недостающих цветов. ü Гамма-компенсация – компенсация зависимости между входным и выходным сигналами, что позволяет увеличить точность передачи темных оттенков (обычно gamma=2, 2). ü Изменение цветовой температуры - тональности изображения на экране монитора (чем ниже температура, тем теплее цвета). ü Цветовой охват – диапазон воспроизводимых оттенков (длин волн).
ЖК – мониторы (безопасность) Главное достоинство ЖК-мониторов сводится не столько к отсутствию излучений, сколько к принципиальному отсутствию таких понятий, как "фокусировка" и "сведение" – четкость изображения на ЖК всегда идеальна. Тем не менее, проблемы с настройкой яркости и контрастности на комфортный уровень это не отменяет – от избыточной яркости или недостаточной контрастности глаза на ЖК-мониторе будут страдать точно так же, как и на ЭЛТ.
ЖК – мониторы (типы матриц) TN-матрицы ("Twisted Nematic" – способ организации жидких кристаллов в панели, при котором при подаче напряжения кристаллы сворачиваются в спираль).
ЖК – мониторы (типы матриц) IPS – матрицы (In-Plane Switching –кристаллы в ячейках панели всегда расположены в одной плоскости и всегда параллельны плоскости панели. При подаче на ячейку напряжения все кристаллы поворачиваются на 90 градусов, в активном состоянии панель пропускает свет, а в пассивном (при отсутствии напряжения) – нет). S-IPS (Super – IPS – матрица, с уменьшенным временем отклика).
ЖК – мониторы (типы матриц) *VA – матрицы (MVA и PVA – матрицы с доменной организацией кристаллов). Являются средним звеном между TN и S-IPS матрицами.
ЖК – мониторы (типы матриц) матрица параметры Время отклика Контрастность Углы обзора Цветопередача Стоимость TN S-IPS PVA (MVA) низкое низкая маленькие плохая низкая большое низкая большие отличная высокая большое высокая большие средняя
Видео-адаптер Видеокарта служит для формирования изображения и его адаптации для вывода на монитор. Современные видеокарты имеют встроенные возможности ускорения трехмерной графики и воспроизведения сжатого видео, подчас значительно разгружая центральный процессор.
Видео-адаптер (базовые компоненты) Графический процессор VGA-выход (D-Sub) аналоговый Система охлаждения Композитный или S-video - выход Видеопамять DVI-выход цифровой Интерфейс видеокарты (ISA, PCI, AGP, PCI-Express)
Видео-адаптер (базовые термины) Частота обновления (Refresh Rate) - указывает на то, сколько раз в секунду на экране будет обновляться картинка. Например, частота 75 Гц соответствует 75 обновлениям в секунду. Пиксель (Pixel) - слово "Pixel" расшифровывается как "picture element" элемент изображения. Он представляет собой крошечную точку на дисплее, которая может светиться определённых цветом. Вершина (Vertex) - все объекты на 3 D-сцене состоят из вершин. Вершина - точка в трёхмерном пространстве с координатами X, Y и Z. Несколько вершин можно сгруппировать в полигон: чаще всего это треугольник, но возможны и более сложные формы.
Видео-адаптер (базовые термины) Текстура (Texture) - текстура - это просто 2 D-картинка произвольного размера, которая накладывается на 3 D-объект, чтобы симулировать его поверхность. Шейдер (Shader) - программы-шейдеры могут изменять или трансформировать 3 D-объекты. Пиксельные шейдеры используются для создания сложных эффектов в играх (свечение, взрывы, имитация поверхности воды и т. д. )
Видео-адаптер (базовые термины) Скорость заполнения (Fill Rate) - указывает на то, с какой скорость графический процессор может выдавать пиксели. На сегодня выделяют два типа скорости заполнения: пиксельную (pixel fill rate) и текстурную (texture fill rate).
Видео-адаптер (базовые термины) Архитектура графического процессора: функции - Вершинные процессоры (блоки вершинных шейдеров) – блок графического процессора, выполняющий код программ-шейдеров, которые расчитывают вершины в сложных 3 D-объектах. - Пиксельные процессоры (блоки пиксельных шейдеров) – блок графического процессора, выделенный на обработку пиксельных программ-шейдеров. Поскольку пиксели содержат информацию о цвете, пиксельные шейдеры позволяют достичь впечатляющих графических эффектов. - Унифицированные шейдеры - структура кода вершинных, геометрических и пиксельных программ будет единая, хотя шейдеры будут выполнять разную работу. Новая спецификация появится в 2007 году.
Видео-адаптер (базовые термины) Архитектура графического процессора: функции - Блоки наложения текстур (Texture Mapping Unit, TMU) – блок выбора, фильтрации и наложения текстур. - Блоки растровых операций (Raster Operator Unit, ROP) – блок, ответственный за запись пиксельных данных в память. Скорость, с которой выполняется эта операция, является скоростью заполнения (fill rate). - Конвейеры – чаще всего используются для оценки производительности видеокарт. Конвейер нельзя считать строгим техническим термином. Исторически под конвейером понимали пиксельный процессор, который был подключён к своему блоку наложения текстур (TMU). Но современные процессоры используют модульную, фрагментированную структуру.
Видео-адаптер (базовые термины) Архитектура графического процессора: технология - Техпроцесс - под этим термином понимают размер одного элемента (транзистора) чипа и точность процесса производства (измеряют в мкм или нм, например 0, 13 мкм или 0, 09 мкм). - Тактовая частота графического процессора - тактовая частота графического процессора измеряется в мегагерцах (МГц), то есть в миллионах тактов за секунду. - Объём видеопамяти – объем памяти на плате. Практически не влияет на производительность. Где объём бывает полезен, так это в играх с текстурами высокого разрешения. - Типы памяти - память можно разделить на две основные категории: SDR (одиночная передача данных) и DDR (удвоенная передача данных), при которой данные передаются за такт в два раза быстрее.
Видео-адаптер (базовые термины) Архитектура графического процессора: технология - Ширина шины памяти - один из самых важных аспектов производительности памяти. Современные шины имеют ширину от 64 до 256 бит, а в некоторых случаях даже 512 бит. Чем шире шина памяти, тем больше информации она может передать за такт. - Частота шины памяти - шина памяти работает на определённых тактовых частотах, измеряемых в мегагерцах. Частоты графического процессора и памяти - совершенно разные параметры!
Видео-адаптер (базовые термины) Архитектура графического процессора: технология - Интерфейс видеокарты - все данные, передаваемые между видеокартой и процессором, проходят через интерфейс видеокарты. Сегодня для видеокарт используется два типа интерфейсов: AGP и PCI Express. Спецификация AGP 8 x имеет пропускную способность 2, 16 Гбайт/с, но на рынке уже практически не встречается. Самая новая и скоростная шина - PCI Express. (Спецификация PCI Express x 16, который сочетает 16 линий PCI Express, дающих суммарную пропускную способность 4 Гбайт/с в одном направлении).
Видео-адаптер (базовые термины) Архитектура графического процессора: технология - Решения на нескольких видеокартах - использование нескольких видеокарт для увеличения графической производительности. Решения на рынке - n. Vidia SLI и ATi Crossfire. Плюсы и минусы: - требуют большое количество энергии; - требуют специальных материнских плат; - удвоение стоимости; - дают прирост производительности 20 -60%; + высокий прирост производительности на высоких разрешениях и текстурах высокого качества.
Программное обеспечение ü Драйвер видеокарты – специальное ПО (поставляемое обычно вместе с видеоадаптером) позволяющее операционной системе использовать какое-либо оборудование. ü Программное обеспечение визуальных функций (Direct. X, Open. GL и т. п. )
Программное обеспечение Direct X, Open. GL – это API (Application Programming Interface) - графические интерфейсы прикладного программирования - открытые стандарты кода, доступные каждому. Необходимы для того, чтобы разработчики писали программы для универсального интерфейса, а не для конкретного видеоадаптера. Поддержка графического интерфейса драйверами видеоадаптера ложится тогда на производителя оборудования.
Программное обеспечение Direct. X - это популярный API от Microsoft. Direct. X включает API для звука, музыки, устройств ввода и т. д. За 3 D-графику в Direct. X отвечает API Direct 3 D. Ранние версии Direct. X - 3, 5, 6 и 7 - были относительно просты по возможностям. Разработчики могли выбирать визуальные эффекты из списка, после чего проверять их работу в игре. Следующим важным шагом в программировании графики стал Direct. X 8. В нём появилась возможность программировать видеокарту с помощью шейдеров, поэтому разработчики впервые получили свободу программировать эффекты так, как им нужно.
Программное обеспечение В Direct. X 9 можно создавать ещё более сложные программышейдеры. Direct. X 9 c, обновлённая версия Direct. X 9, включила спецификацию Pixel Shader 3. 0. Direct. X 10, грядущая версия API, будет сопровождать новую версию Windows Vista. На Windows XP установить Direct. X 10 не получится.
Программное обеспечение HDR-освещение (High Dynamic Range), высокий динамический диапазон. Игра с HDR-освещением может дать намного более живую и реалистичную картинку, но все формы HDR-рендеринга требуют серьёзной вычислительной мощности.
Программное обеспечение Полноэкранное сглаживание (AA) позволяет устранить характерные "лесенки" на границах объектов. Полноэкранное сглаживание потребляет немало вычислительных ресурсов и очень сильно зависит от производительности видеопамяти.
Программное обеспечение Текстурная фильтрация - на все 3 D-объекты в игре накладываются текстуры, причём, чем больше угол отображаемой поверхности, тем более искажённой будет выглядеть текстура. Чтобы устранить этот эффект, графические процессоры используют фильтрацию текстур. На сегодня самым лучшим способом фильтрации текстур является анизотропная фильтрация (AF).
Программное обеспечение Текстуры высокого разрешения - все нужные текстуры должны умещаться в память видеокарты во время игры, иначе производительность будет сильно падать. Поэтому, если разработчик игры рассчитывает на 128 Мбайт видеопамяти как минимальное требование, то набор активных текстур не должен превышать 128 Мбайт в любое время.
Форматы графических файлов ü Растровые ü Векторные
Растр Понятие непрерывного полутонового изображения пришло из фотографии. На самом деле, если взглянуть на фотографический отпечаток через оптический прибор с большим увеличением можно заметить отдельные элементарные точки.
Растр Известна техника живописи, при которой изображение строится из набора мелких точек, нанесенных кистью. При наблюдении с достаточного расстояния картина воспринимается как обычное живописное произведение.
Кодирование изображений
Кодирование изображений Растровый файл представляет из себя прямоугольную матрицу (bitmap), разделенную на квадратные элементарные части - пикселы (pixel picture element). Растровые файлы можно разделить на два типа: предназначенные для вывода на экран и для печати.
Вектор Если в растровой графике базовым элементом изображения является точка, то в векторной графике — линия. Линия описывается математически как единый объект, и потому объем данных для отображения объекта средствами векторной графики существенно меньше, чем в растровой графике.
Вектор Как и любой объект, линия обладает свойствами: ü формой (прямая, кривая), ü толщиной, ü цветом, ü начертанием (сплошная, пунктирная) ü окончание линии (то есть ее форма в конечном узле). Замкнутые линии приобретают свойство заполнения. Охватываемое ими пространство может быть заполнено другими объектами (текстуры, карты, растровые изображения) или выбранным цветом.
Вектор Простейшая незамкнутая линия ограничена двумя точками, именуемыми узлами (опорными или контрольными точками). Узлы имеют ряд свойств, параметры которых влияют на форму конца линии и характер сопряжения с другими объектами. Все прочие объекты векторной графики, в том числе самые сложные, составляют из линий.
Вектор В отличие от растровых изображений, где для линии дают описание положения и цвета каждой точки, в векторных файлах код описания кривых занимает намного меньше места. Кроме этого, используя код описания кривых имеется возможность масштабирования векторных изображений «без потерь» . Благодаря этому векторная графика нашла широчайшее применение в издательской деятельности, в инженерной графике для построения чертежей, карт, а также в сети Интернет.
Кривые Безье состоят из опорных (контрольных) точек, соединенных между собой линией и управляющих точек, с помощью которых задается изгиб данной линии.
Кривые Безье Основные свойства кривой Безье: ü непрерывность заполнения сегмента между начальной и конечной точками; ü кривая всегда располагается внутри фигуры, образованной линиями, соединяющими контрольные точки (1);
Кривые Безье ü при наличии только двух контрольных точек сегмент представляет собой прямую линию (2); ü прямая линия образуется при коллинеарном (на одной прямой) размещении управляющих точек (2); ü кривая Безье симметрична, то есть обмен местами между начальной и конечной точками (изменение направления траектории) не влияет на форму кривой (3);
Кривые Безье ü масштабирование и изменение пропорций кривой Безье не нарушает ее стабильности (4);
Кривые Безье ü изменение координат хотя бы одной из точек ведет к изменению формы всей кривой Безье (5); ü размещение дополнительных контрольных точек вблизи одной позиции увеличивает ее «вес» и приводит к приближению траектории кривой к данной позиции (6);
Кривые Безье ü степень кривой всегда на одну ступень ниже числа контрольных точек. То есть при трех контрольных точках форма кривой — парабола; ü окружность не может быть описана параметрическим уравнением кривой Безье; ü невозможно создать параллельные кривые Безье, за исключением тривиальных случаев (прямые линии и совпадающие кривые).
Цветовые модели Цветовая модель - метод определения цветов. Описание характеристик цвета, привязанное к конкретной цветовой модели (или устройству) называется цветовым пространством.
Цветовая модель RGB используется для излучаемого цвета, т. е. при подготовке экранных документов. Это аддитивная модель, т. е. при наложении составляющих суммарная яркость увеличивается. Основные цвета (цветовые составляющие): красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue).
Цветовая модель CMYK Цветовая модель, используемая в принтерах и в других периферийных устройствах (для отраженного света). Для воспроизведения всех цветов используются три первичных цвета: голубой (C), пурпурный (M) и желтый (Y). Дополнительный цвет – черный (K).
Цветовая модель HSB (HSL) Основные составляющие: ü тон (Hue), ü насыщенность (Saturation) ü освещенность (Lightness) или яркость (Brightness)
Цветовая модель HSB (HSL)
Глубина цвета 1) однобитовое изображение (bitmap, line-art); 2) полутоновые изображения (Grayscale) требуют 8 бит (1 байт); 3) индексированные цветные изображения (Indexed Color) используют палитру из 256 цветов; 4) True Color (непрерывный цвет) - 8 бит на каждый канал (всего 24 бита), что позволяет отобразить приблизительно 16, 7 миллионов оттенков цвета; 5) В цветовом пространстве CMYK дополнительно используется 8 -битный канал для черного цвета, что увеличивает глубину до 32 бит.
Цвет В природе цвет отнюдь не является неотъемлемым свойством объектов. Для его возникновения как свойства конкретного предмета требуется одновременное существование трех непременных условий: ü самого объекта, ü света, ü наблюдателя, способного увидеть отраженный (пропущенный, излучаемый) объектом свет.
Цвет Любой реальный предмет в природе может излучать, отражать или поглощать цвет лишь в определенных пределах. Отсюда появилось понятие цветового охвата диапазона цветов, которые можно воспроизвести, применяя данный предмет. Образованный в 1993 году международный консорциум по цвету (ICC) разработал и стандартизировал системы управления цветом (Color Management System, CMS). Такие системы призваны обеспечить постоянство цвета на всех этапах работы для любых устройств.
Цвет Выбраны стандартные источники света и зафиксирован «стандартный» наблюдатель с фиксированными значениями H, S, L (этим занимался международный комитет по освещенности – CIE). Источники света - A B C D JS F Цветовая температура: Лампы накаливания Люминесцентные лампы Ксеноновые лампы Импульсные ксеноновые лампы (вспышки) Дневной свет Северное небо 2800 -3200 К 4100 К 5290 К 6000 К 6500 К 7500 К
Цвет Для приведения возможностей устройств к некоторому общему знаменателю были придуманы цветовые профили - средство описания параметров цветовоспроизведения. В настоящее время практически повсеместным стандартом стали цветовые профили, создаваемые в соответствии с требованиями ICC. Основное содержание такого профиля составляют таблицы (матрицы) соответствия цветов при различных преобразованиях. Цветовой охват каждого из устройств (диаграмма цветности CIE) A: Цветовое пространство человеческого глаза B: Цветовое пространство цветной пленки C: Цветовое пространство компьютерного дисплея D: Цветовое пространство печати
Параметры цифровых изображений 1. Физический размер (document size) – размер изображения при выводе на печать, измеряется в дюймах (inch), сантиметрах (cm) и т. д. 2. Размер в пикселах (Px). Обычно указывается сколько пикселей содержит изображение по вертикали и по горизонтали. В цифровых камерах и фотоаппаратах эти два значения часто перемножаются, таким образом размер изображения указывается в миллионах пикселов (MPx). Пиксел не имеет физического размера! 3. Разрешение (resolution) – связывает физический размер с размером в пикселах. Указывает сколько пикселов содержится в одном дюйме (dpi, ppi) или в одном сантиметре. В типографии чаще применяется термин lpi – количество линий на один дюйм.
Параметры цифровых изображений 4. Глубина цвета – количество цветов, закодированное в данном цифровом изображении. 5. Размер в байтах (килобайтах, мегабайтах) – объем дискового пространства, занимаемого изображением при хранении его на носителях информации. Чем выше разрешение и глубина цвета, тем больше требуется места для хранения изображения. 6. Формат графического файла – тип файла, в котором хранится графическая информация. В зависимости от формата в файле помимо графической информации могут храниться цветовые модели, вектора, альфаканалы, слои различных типов, интерлиньяж (черезстрочная подгрузка), анимация, возможности сжатия и другое.
Форматы графических файлов GIF (Compu. Serve Graphics Interchange Format) Независящий от аппаратного обеспечения формат GIF был разработан в 1987 году (GIF 87 a) фирмой Compu. Serve для передачи растровых изображений по сетям. В 1989 -м формат был модифицирован (GIF 89 a). ü GIF использует LZW-компрессию, что позоляет сжимать файлы, в которых много однородных заливок (логотипы, надписи, схемы). ü GIF позволяет записывать изображение "через строчку" (Interlaced, каждую 5 -ю строку), благодаря чему, имея только часть файла, можно увидеть изображение целиком, но с меньшим разрешением.
Форматы графических файлов GIF (Compu. Serve Graphics Interchange Format) ü В GIF можно назначить один или более цветов прозрачными. Прозрачность обеспечивается за счет дополнительного Alpha-канала, сохраняемого вместе с файлом. ü GIF может содержать не одну, а несколько растровых картинок, которые программы могут подгружать одну за другой с указанной в файле частотой. Так достигается иллюзия движения (GIF-анимация). ü Основное ограничение формата GIF состоит в том, что цветное изображение может быть записано только в режиме 256 цветов (индексированный цвет).
Форматы графических файлов PNG (Portable Network Graphics) PNG - разработанный относительно недавно формат для Интернет, призванный заменить собой устаревший GIF. Использует сжатие без потерь Deflate, сходное с LZW. ü Глубина цвета может быть любой (до 48 бит). ü Используется не только построчная загрузка, но и по столбцам. ü PNG поддерживает полупрозрачные пикселы за счет Альфа-канала с 256 градациями серого. ü В файл формата PNG записывается информация о гамма – коррекции. Эта особенность помогает реализации основной идеи WWW - одинакового отображения информации независимо от аппаратуры пользователя.
Форматы графических файлов PNG (Portable Network Graphics) ü PNG поддерживается в Microsoft Internet Explorer начиная с версии 4 для Windows и с версии 4. 5 на Макинтош. Netscape добавила поддержку PNG для своего браузера в версии, начиная с 4. 0. 4 для обеих платформ. Тем не менее до сих пор во многих браузерах не реализована поддержка таких важных функций формата, как прозрачность и гамма - коррекция.
Форматы графических файлов BMP (Windows Device Independent Bitmap) Графический формат Windows. Поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением этой операционной системы. Применяется для хранения растровых изображений, предназначенных для использования в Windows. Способен хранить как индексированный (до 256 цветов), так и RGB-цвет (16. 700. 000 оттенков). Возможно применение сжатия по принципу RLE, но делать это не рекомендуется, так как очень многие программы таких файлов не понимают(они могут иметь расширение rle). Существует разновидность формата ВМР для операционной системы OS/2.
Форматы графических файлов JPEG (Joint Photographic Experts Group) JPEG'ом называется не формат, а алгоритм сжатия, основанный на разнице между пикселами. Кодирование данных происходит в несколько этапов: 1. Графические данные конвертируются в цветовое пространство типа LAB, затем отбрасывается часть информации о цвете. 2. Анализируются блоки 8 х8 пикселов и для каждого блока формируется набор чисел. Первые несколько чисел представляют цвет блока в целом, в то время, как последующие числа отражают тонкие делали. Спектр деталей базируется на зрительном восприятии человека, поэтому крупные детали более заметны.
Форматы графических файлов JPEG (Joint Photographic Experts Group) 3. В зависимости от выбранного уровня качества, отбрасывается определенная часть чисел, представляющих тонкие детали. На последнем этапе используется кодирование методом Хаффмана для более эффективного сжатия конечных данных. Восстановление данных происходит в обратном порядке. Таким образом, чем выше уровень компрессии, тем больше данных отбрасывается, тем ниже качество. JPEG'ом лучше сжимаются растровые картинки фотографического качества, чем логотипы или схемы - в них больше полутоновых переходов, среди однотонных заливок появляются нежелательные помехи.
Форматы графических файлов TIFF (Tagged Image File Format) Аппаратно независимый формат TIFF, на сегодняшний, день является одним из самых распространенных и надежных. TIFF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей от монохромной до RGB, CMYK и дополнительных цветов. TIFF может сохранять обтравочные контуры, Альфа-каналы, другие дополнительные данные. В формате TIFF может быть использована LZW-компрессия.
Форматы графических файлов WMF (Windows Metafile) Векторный формат WMF использует графический язык Windows. Служит для передачи векторов через буфер обмена (Clipboard). Понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, WMF часто искажает цвет, не может сохранять ряд параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не может содержать растровые объекты, не понимается очень многими программами на Macintosh.
Форматы графических файлов PDF (Portable Document Format) PDF предложен фирмой Adobe как независимый от платформы формат для создания электронной документации, презентаций, передачи верстки и графики через сети. PDF первоначально проектировался как компактный формат электронной документации. Поэтому все данные в нем могут сжиматься, причем к разным типам информации применяются разные, наиболее подходящие для них типы сжатия: JPEG, RLE, CCITT (для факсимильной передачи и приема), ZIP (похожее на LZW). PDF позволяет сохранять информацию по страницам, расставлять гиперссылки, заполняемые поля, включать в файл PDF видео и звук, другие действия. Файл PDF может быть оптимизирован.
Форматы графических файлов Adobe Post. Script - язык описания страниц (язык управления лазерными принтерами) фирмы Adobe. Был создан в 80 -х годах для реализации принципа WYSIWYG (What You See is What You Get). Файлы этого формата представляют из себя программу с командами на выполнение для выводного устройства (расширение ps или prn) и получаются с помощью функции Print to file графических программ при использовании драйвера Post. Script-принтера. Такие файлы содержат в себе сам документ, все связанные файлы (как растровые, так и векторные), использованные шрифты, а так же другую информацию: цветоделение, дополнительные платы, полутоновой растр для каждой платы и другие данные для выводного устройства.
Форматы графических файлов EPS (Encapsulated Post. Script) Формат Encapsulated Post. Script можно назвать самым надежным и универсальным способом сохранения данных. Он использует упрощенную версию Post. Script. Как и в файлах печати Post. Script, в EPS записывают конечный вариант работы. EPS предназначен для передачи векторов и растра в издательские системы, создается почти всеми программами, работающими с графикой. Он поддерживает все необходимые для печати цветовые модели, может записывать информацию о растрах, внедренные шрифты. Программы Adobe сохраняют данные в буфере обмена (Clipboard) для обмена между собой в формате EPS.
Форматы графических файлов EPS (Encapsulated Post. Script) Вместе с файлом можно сохранить эскиз (image header, preview). Это копия низкого разрешения в формате PICT, TIFF, JPEG или WMF, которая сохраняется вместе с файлом EPS и позволяет увидеть, что внутри, поскольку открыть файл на редакцию могут только Photoshop и Illustrator. Изначально EPS разрабатывался как векторный формат, позднее появилась его растровая разновидность Photoshop EPS. Кроме типа эскиза (TIFF, PICT, JPEG) Photoshop дает возможность выбрать способ кодирования данных и, например, сжимать растровые данные с помощью алгоритма JPEG.
Форматы графических файлов Adobe Photoshop Document (PSD) Внутренний формат растрового редактора Photoshop. Поддерживается большим количеством графических программ. Он позволяет записывать изображение со слоями, масками, дополнительными Альфа-каналами и другой информацией. В версии 5 реализован принципиально иной подход к управлению цветом. В программу была внедрена архитектура управления цветом, основанная на профилях для сканеров, мониторов и принтеров Международного консорциума по цвету (International Color Consortium, ICC).
Форматы графических файлов Adobe Illustrator Document (ai) Внутренний формат векторного редактора Adobe Illustrator. Формат Illustrator'а поддерживают почти все программы Макинтош и Windows так или иначе связанные с векторной графикой и графикой вообще. Формат Illustrator'ра является наилучшим посредником при передаче векторов из одной программы в другую.
Форматы графических файлов Corel. DRAW Document (cdr) Внутренний формат векторного редактора Corel DRAW. В файлах этого формата применяется компрессия для векторов и растра отдельно, могут внедряться шрифты, файлы Corel DRAW имеют огромное рабочее поле 45 х45 метров (этот параметр важен для наружной рекламы), начиная с 4 -й версии поддерживается многостраничность. Файлы формата Corel DRAW можно применять для переноса/передачи работ на PC, но нежелательно импортировать в программы верстки.
Форматы графических файлов Macromedia (Adobe) Flash Document (fla, swf) Flash - формат для хранения векторной анимированной компьютерной графики, предназначенной, в основном, для публикации в сети Интернет. Файлы формата fla являются внутренним форматом программы Flash и могут быть открыты только с ее помощью. Поддерживают большинство растровых и векторных форматов, а также звук и видео. Файлы формата swf представляют собой готовые для распространения файлы. Содержат в себе всю необходимую для работы информацию (в том числе и сжатие) и могут быть прочитаны с помощью программы Flash Player (или альтернативной).
Методы получения цифровых изображений 1. Сборники готовых иллюстраций (Clipart) 2. Получение изображений из Интернета
Методы получения цифровых изображений 3. Сканирование 4. Цифровые фото- и видеокамеры
Методы получения цифровых изображений 5. Устройства захвата видеоизображений;
Методы получения цифровых изображений 6. Программы захвата снимков экрана; 7. Графические редакторы (растровые, векторных, трехмерные).
Спасибо за внимание!
Скачать презентацию Основы работы с компьютерной графикой Видеосистема компьютера
123.ppt