Тема_Графика растровая и векторная

Графика растровая и векторная

Графический редактор –

программа (или пакет программ) позволяющая создавать двух- и трехмерные изображения. Просматривать, обрабатывать и редактировать цифровые изображения (рисунки, картинки, фотографии) на компьютере. Современные графические редакторы изображений используются как программы для рисования с нуля, и как программы для редактирования фотографий.

Типы графических программ

Растровые графические редакторы. Наиболее популярные: Adobe Photoshop, PaintTool SAI, GIMP, Krita, Photofiltre, Paint.NET и Canva.

Векторные графические редакторы. Наиболее популярные: платные Adobe Illustrator, Corel Draw, бесплатный Inkscape и условно-бесплатный Figma.

Трёхмерные программы. Последние годы устойчивыми лидерами в этой области являются коммерческие продукты, такие, как: Autodesk 3ds Max, Autodesk Maya, Fusion 360, Autodesk Softimage, Cinema 4D и тд.

Для того, чтобы работать с графическими редакторами не механически, а с пониманием своих действий, необходимо иметь некоторые общие (базовые) представления о характеристиках цифровых изображений.

Цифровое изображение на компьютере характеризуется набором его таких параметров, как размер, разрешение, формат и тип цветовой модели . Перечисленные параметры и определяют качество изображения, а также размер (вес) графического файла.

Цифровое изображение

Цифровым может быть названо любое изображение, созданное с использованием компьютерной программы. Также это может быть любое изображение, преобразованное в электронную форму для того, чтобы просматривать и редактировать его на экране компьютера, например, слайд или фотография.

Цифровые изображения могут быть двух видов: растровые и векторные. Соответственно программы, предназначенные для создания и обработки цифровых изображений, подразделяются на растровые и векторные. Растровые программы используются преимущественно для обработки сканированных изображений и цифровых фотографий, для рисования, а векторные - для дизайна.

Графика растровая и векторная

Растровая графика

С примерами растровой графики мы постоянно сталкиваемся в жизни: картинка в телевизоре, мониторе, на экране планшета или смартфона — все это примеры растровой графики.

Но что же такое растровая графика с технической стороны?

Представьте шахматную доску, каждая клетка это минимальная, не делимая единица. В растровой графике принято называть такую минимальную единицу “пиксель”. Любое растровые изображение состоит из множества таких пикселей, которые создают своеобразную мозаику. Т.к. пиксели очень маленькие и их много, наш глаз воспринимает эту мозаику как цельное изображение.

Слово «пиксель» - это аббревиатура от английского

«picture element» - элемент изображения

На экране каждый пиксель картинки отображается в определенном месте, т.е. имеет координаты по горизонтали и вертикали.

Размер пикселей чрезвычайно мал, благодаря этому изображение на экране компьютера порой выглядит даже более четким, чем обычная фотография. Современные растровые программы могут придать каждому из сотен тысяч пикселей изображения любой из более чем 16 миллионов оттенков, что создает иллюзию реалистичности.

Таким образом, растровое изображение описывается конкретным расположением и цветом каждой точки сетки, что создает изображение, примерно, так же, как в мозаике. При редактировании растровой графики вы редактируете пиксели, а не линии.

В обычном состоянии изображения пикселы не видны, но если приблизить определенную область картинки, то пиксели удастся обнаружить невооруженным глазом.

При этом чем больше этих составных единиц,

тем выше качество иллюстрации.

Преимущества

- обеспечивает более реалистичную передачу градаций цветов и полутонов, а также более высокую детализацию изображения;

- растровое изображение проще вывести на принтер, который в своей работе использует принцип «точка на каждый элемент картинки».

Недостатки

- при всех своих плюсах растровые изображения занимают очень много места;

- для редактирования высококачественные фотографии, потребуется достаточно мощный компьютер с большим количеством оперативной памяти;

- в растровых графических файлах всегда используется фиксированное количество пикселей, поэтому любое изменение изображения (увеличение, поворот и так далее) приводит к неминуемому искажению картинки и границы объектов получаются неровными.

Важнейшей характеристикой растрового изображения, от которой зависит качество вывода на устройство отображения - монитор или принтер, является графическое разрешение. Пиксели часто называют точками, тогда разрешение измеряется в dpi (dot per inch), то есть в количестве точек на дюйм.

Другими словами, разрешение - это плотность пикселей в изображении. Чем больше пикселей содержит изображение, тем больше размер его файла.

10 dpi

20 dpi

Если вдуматься, то становится очевидным, что чем выше разрешение, тем большее количество пикселей содержит изображение и тем большим количеством деталей (то есть - качеством) такое изображение характеризуется. Установка величины разрешения зависит от целей и задач дизайнера и для конкретной работы будет разной. Например, веб-дизайнеры обычно работают с изображениями 72-96 dpi, в то время как полиграфисты предпочитают разрешения изображений от 300 dpi и выше.

Если фотография оцифрована с разрешением 100 ppi, то в каждом дюйме изображения содержится 100 пикселей. Чем выше графическое разрешение, тем большее количество пикселей содержится в изображении, и тем лучше передаются мелкие детали и цветовые переходы, т.е. обеспечивается более высокое качество.

Учитывая то, что каждое растровое изображение содержит определенное количество пикселей, его линейные размеры часто определяют количеством пикселей, если вдоль горизонтальной границы фотографии располагается 300 пикселей, а вдоль вертикальной - 200, то такое изображение имеет размеры 300x200 пикселей.

Часто бывает необходимо, зная размеры изображения в пикселях, определить его линейные размеры в дюймах или сантиметрах. Для этого следует разделить пиксельные размеры на величину графического разрешения. Например, фотография размером 300x200 пикселей с графическим разрешением 100 ppi будет иметь размер 300:100=3 дюйма по горизонтали и 200:100=2 дюйма по вертикали. Учитывая, что 1 дюйм=2,54 см, размеры фотографии в сантиметрах составят 7,62x5,08 см.

Глубина цвета

Каждый пиксель цифрового изображения имеет определенный цвет. Благодаря этому мы видим реалистичное изображение. Для передачи цвета пикселя может использоваться различное число бит информации. Чем оно больше, тем шире диапазон передаваемых оттенков и тем выше точность их воспроизведения. Соответственно, тем выше качество изображения.

Величина, определяющая количество бит цветовой информации на один пиксель, называется глубиной цвета или битовым разрешением. Если битовое разрешение равно единице, то каждый пиксель может передавать только 2 цвета (компьютер использует двоичную систему счисления), - черный и белый. Если глубина цвета равна 8 бит, то каждый пиксель может иметь = 256 цветовых оттенков.

Если же глубина цвета изображения составляет 24 бита, то каждый пиксель может принимать =16,7 миллиона оттенков. Обычно глубина цвета задается в диапазоне от 1 до 48 бит.

Принято считать, что 24-битные изображения, содержащие 16,7 миллиона цветовых оттенков, достаточно точно и реалистично передают краски окружающего мира.

Векторная графика

Векторная графика описывает изображения с использованием прямых и изогнутых линий, называемых векторами, а также параметров, описывающих цвета и расположение. При редактировании элементов векторной графики вы изменяете параметры прямых и изогнутых линий, описывающих форму этих элементов. Можно переносить элементы, менять их размер, форму и цвет, и это не отразится на качестве их визуального представления. Векторная графика не зависит от разрешения, т.е. может быть показана на разнообразных выходных устройствах с различным разрешением без потери качества.

Достоинствами векторных изображений

• увеличение масштаба происходит без потери качества изображений;
• небольшой размер файла по сравнению с растровыми изображениями;
• прекрасное качество вывода векторных изображений на печать;
• возможность редактирования каждого элемента изображения в отдельности;
• векторным программам свойственна высокая точность рисования (до сотой доли микрона);
• векторная графика экономна в плане объемов дискового пространства, необходимого для хранения изображений.

Недостатки векторного формата

• сложность преобразования (трассировки) из растрового формата в векторный;
• векторная графика ограничена в чисто живописных средствах и не позволяет получать фотореалистичные изображения с тем же качеством, что и растровая. Причина в том, что здесь, в отличие от растровой графики, минимальной областью, закрашиваемой однородным цветом, является не один пиксел, а один объект. А размеры объекта по определению больше;
• невозможно применение обширной библиотеки эффектов (фильтров), используемых при работе с растровыми изображениями;

Размер файла растрового изображения

В общем случае объем файла с растровым изображением пропорционален его размерам, графическому разрешению и глубине цвета. Другими словами, чем больше размер изображения, его графическое и цветовое разрешение, тем больше размер его файла.

Размер изображения в байтах, килобайтах и мегабайтах, в частности, полученного в результате сканирования, можно определить по следующей формуле:

F = (A/25,4xB/25,4)xD2xC/8,

где:

F - размер файла без сжатия в байтах;

А - ширина исходного изображения в мм;

В - длина исходного изображения в мм;

D - графическое разрешение изображения в ppi;

С - глубина цвета в битах.

Таким образом, если отсканировать фотографию размером 10x15 см с разрешением 150 ppi и глубиной цвета 24 бита, то оцифрованное изображение будет занимать в оперативной памяти 1569378 байт или 1,49 мегабайта.

Аддитивные и субтрактивные цвета

Чтобы правильно производить цветоделение - преобразование экранных цветов в печатные, следует хорошо представлять работу двух противоположных систем описания цвета: аддитивной и субтрактивной.

Аддитивные цвета

Аддитивный цвет (от английского add - добавлять, складывать) получается при соединении лучей света разных цветов. В этой системе отсутствие всех цветов представляет собой черный цвет, а присутствие всех цветов - белый.

Система аддитивных цветов работает с излучаемым, например, от монитора, светом. В этой системе используются три основных цвета которые называют RGB:

красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue).

В цветовой модели RGB для описания цвета используется 24 бита, которые делятся на три группы по 8 бит. В Adobe Photoshop они называются цветовыми каналами. Яркость цвета определяется целыми числами от 0 до 255.

Цветовая модель RGB используется для Web-графики, слайдов, экранных презентаций.

Субтрактивные цвета

В системе субтрактивных цветов (от английского subtract - вычитать) происходит обратный процесс: какой-либо цвет получается вычитанием других цветов из общего луча отраженного света. В этой системе белый цвет появляется в результате отсутствия всех цветов, тогда как их присутствие дает черный цвет.

В системе субтрактивных цветов основными являются голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), желтый (Yellow) и черный (Black) цвета. Такую систему цветов принято обозначать аббревиатурой CMYK.

В цветовой модели CMYK для описания цвета используется 32 бита, которые делятся на 4 группы (канала) по 8 бит каждый. Система CMYK создана и используется для типографской печати. Все изображения, предназначенные для печати в типографии, должны быть преобразованы в цветовую модель CMYK.

Основные цветовые модели

Точное воспроизведение цвета на экране или в печатной продукции было бы невозможно без использования специальных средств его описания. И такими средствами описания цвета являются цветовые модели или системы цветов, которые основаны на сложении или вычитании основных цветов. Наиболее часто используются цветовые модели RGB, CMYK, LAB. Каждой из этих моделей в программе Adobe Photoshop соответствует цветовой режим.

Adobe Photoshop может работать в различных цветовых режимах. Три из них - RGB, CMYK и Lab - основаны на рассмотренных выше цветовых моделях. Кроме того, поддерживается также еще несколько режимов: индексированных цветов, градаций серого, битовый, дуплекс, многоканального представления.

Цветовая модель RGB

В цветовой модели RGB для воспроизведения оттенков используются цветные световые лучи. Все оттенки цвета получаются за счет сложения в разных пропорциях трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Компьютерный монитор воспроизводит все цвета спектра именно на основе сложения трех перечисленных цветов.

Цветовая модель RGB адекватна цветовому восприятию человеческого глаза, рецепторы которого тоже настроены на красный, зеленый и синий цвета.

Цветовая модель RGB используется для Web-графики, слайдов, экранных презентаций.

Цветовая модель CMYK

Система цветов CMYK была широко известна задолго до того, как компьютеры стали использоваться для создания графических изображений. Триада основных печатных цветов: голубой, пурпурный и желтый (CMY, без черного) является, по сути, наследницей трех основных цветов живописи - синего, красного и желтого. В цветовой модели CMYK для описания цвета используется 32 бита, которые делятся на 4 группы (канала) по 8 бит каждый. Каналы служат для хранения значения яркости голубого, пурпурного, желтого и черного цветов для каждого пикселя. Система CMYK создана и используется для типографской печати. Все изображения, предназначенные для печати в типографии, должны быть преобразованы в цветовую модель CMYK.

Цветовая модель Lab

Цветовая модель Lab представляет цвет в трех каналах: один канал выделен для значений яркости (L - Lightness), а два других ( а и b ) - для цветовой информации. Цветовые каналы соответствуют не какому-то определенному цвету, а спектру. Канал а представляет непрерывный спектр, изменяющийся от зеленого к красному, а канал b - спектр, изменяющийся от синего к желтому. Средние значения для каналов а и b соответствуют реальным оттенкам серого.

Эта модель пригодна для применения в большинстве случаев. Область применения модели Lab - четырехцветная печать.

Форматы графических файлов

Знание файловых форматов и их возможностей является одним из ключевых моментов в подготовке изображений для отображения на экране или печати и в компьютерной графике вообще. Оно необходимо для современного дизайнера так же, как для художника необходимо разбираться в различиях химического состава красок. Каждый из утвердившихся сегодня форматов прошел естественный отбор, доказал свою жизнеспособность и необходимость. Все они имеют какие-то характерные особенности и возможности, делающие их незаменимыми в работе.

• PSD
• GIF
• JPEG
• PNG
• TIFF
• PDF

PSD (PhotoShop Document) - внутренний формат популярного растрового редактора Adobe Photoshop, в последнее время стал поддерживаться все большим количеством программ. Он позволяет записывать изображение со всеми слоями, их масками, дополнительными альфа-каналами и каналами плашечных (spot) цветов (начиная с версии 5), контурами и другой информацией.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) - это не формат, а алгоритм сжатия, основанный не на поиске одинаковых элементов, а на разнице между пикселями. Подходит для Интернета, но не для печати. Нежелательно сохранять с JPEG-сжатием любые изображения, где важны все нюансы цветопередачи, например репродукции, так как во время сжатия происходит отбрасывание цветовой информации. В JPEG следует сохранять только конечный вариант работы, потому что каждое новое сохранение приводит к новым потерям (отбрасыванию) данных.

PNG (Portable Network Graphics - Переносимая сетевая графика) - формат, разработанный относительно недавно для сети, призванный заменить собой устаревший GIF.

TIFF Аппаратно независимый формат TIFF (Tagged Image File Format – Универсальный формат графических файлов) 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 режимов от монохромного (битового) до RGB, CMYK и дополнительных цветов Pantone. Формат TIFF может сохранять обтравочные контуры, альфа-каналы и другие дополнительные данные.

PDF (Portable Document Format - Компактный формат документа) предложен фирмой Adobe, как независимый от платформы формат, для создания электронной документации, презентаций, передачи верстки и графики по сети. Формат PDF все больше используется для передачи по сетям в компактном виде графики и верстки. Он может сохранять всю информацию для выводного устройства, которая была в исходном PostScript-файле. Используйте ее, если есть возможность.