4.1. Формування графічних об'єктів при створенні засобів подання навчальних матеріалів

магниевый скраб beletage

Потреба створення малюнків, схем, графіків, діаграм та іншої графічної продукції привела до створення графічних редакторів.

Графічний редактор — це специфічний програмний засіб, що дозволяє створювати й перетворювати графічні зображення.

Інформаційні технології ділової графіки забезпечують графічне відображення відомостей з табличних процесорів, баз даних або окремих графічних файлів у вигляді діаграм, графіків, гістограм. Інформаційні технології ілюстративної графіки надають можливість створення ілюстрацій для різних документів, навчальних посібників, дидактичних матеріалів тощо. Інформаційні технології наукової графіки забезпечують подання наукових розрахунків.

Комп'ютерні графічні зображення поділяються на три типи: растрова графіка, векторна графіка та фрактальна графіка. Відрізняються принципами формування зображень при відображенні на екрані монітора або при друці на папері.

Серед програм, призначених для роботи з графічними даними, можна виділити редактори растрової графіки, наприклад Adobe Photoshop, Paint.

Векторні програми, такі як Adobe Hlustrator, Corel DRAW використовуються, наприклад, при створенні логотипів і візуальних символів.

Для наукової візуалізації, для побудови найпростіших структур та складних ілюстрацій, що імітують природні процеси та тривимірні об'єкти застосовують програмні продукти (редактори фрактальної графіки) фірми Golden SoftWare, зокрема для створення тривимірних поверхонь Surfer, створення двовимірних графіків Grapher, побудови кольорових карт Map Viewer.

Існують також спеціалізовані системи для тривимірного моделювання, візуалізації, створення анімаційних зображень, креслення і т. ін. (3D Studio Max, Maya, Lightwave 3D, Rhinoceros 3D)

Формування растрових графічних зображень

Растрові графічні зображення формуються в процесі перетворення графічних матеріалів з аналогової форми на цифрову. Наприклад, під час сканування існуючих на папері малюнків чи фотографій.

Растрові графічні зображення можна створювати і безпосередньо на комп'ютері з використанням відповідного графічного процесора.

Основною особливістю растрового зображення є те, що воно зберігається за допомогою точкових елементів різного кольору (пікселів), які створюють рядки і стовпці.

Піксель (елемент зображення) — найдрібніша одиниця цифрового зображення в растровій графіці.

Він є неподільним об'єктом прямокутної (зазвичай квадратною) форми, що має певний колір. Будь-яке растрове комп'ютерне зображення складається з пікселів, розташованих по рядках і стовпцях. Якщо зображення збільшити, буде помітно ряди пікселів.

Якість растрового зображення залежить від його розміру, тобто кількості пікселів по горизонталі й вертикалі, та кількості кольорів, які можуть приймати пікселі.

Растрові зображення дуже чутливі до масштабування (збільшення або зменшення розмірів).

При зменшенні растрового зображення (Рис. 4.1) декілька сусідніх точок (пікселів) перетворюються в одну, тому зменшується розбірливість дрібних деталей зображення.

При збільшенні зображення — збільшується розмір кожної точки і з'являється ступеневий ефект, який розмиває окреслення зображення (Рис. 4.2).

Формування векторних графічних зображень

Векторні графічні зображення є оптимальним засобом для збереження високоточних графічних об'єктів (креслення, схеми тощо), для яких має значення збереження чітких і ясно окреслених контурів.

Векторні графічні зображення формуються з об'єктів (точка, лінія, коло, прямокутник), які зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді графічних примітивів та математичних формул, що їх описують.

Рис. 4.2

Наприклад, графічний примітив точка (Рис. 4.3) задається своїми координатами (Х, Y), відрізок лінії — координатами початку (Х1, Y1) і кінця (Х2, Y2) (Рис. 4.4), коло (Рис. 4.5) — координатами центру (Х, Y) і радіусом (R), прямокутник — величиною сторін (a, b) і координатами лівого верхнього кута (Х1, Y1) і правого нижнього кута (Х2, Y2) (Рис. 4.6).

Y

Y

0

Рис. 4.4

х

Х х

Рис. 4.3

х

Х х Рис. 4.5

Х1       Х2

Кожному примітиву задається також колір.

Перевагою векторної графіки є те, що файли з векторними графічними зображеннями мають порівняно невеликий обсяг.

Будь-які векторні графічні зображення можна збільшувати або зменшувати без втрати якості. Це можливо завдяки тому, що масш- табування зображень здійснюється за допомогою простих математичних операцій, побудованих на множенні параметрів графічних примітивів на коефіцієнт масштабування.

Фрактальні графічні зображення

Фрактальна графіка, як і векторна, заснована на математичних обчисленнях. Однак, базовим елементом є математична формула, ніяких об'єктів у пам'яті комп'ютера не зберігається і зображення будується виключно по рівняннях.

Фрактальними властивостями володіють багато об'єктів живої і неживої природи. Звичайна сніжинка при збільшенні виявляється фрактальним об'єктом. Фракталь- ні алгоритми лежать в основі росту кристалів і рослин. Властивість фрактальної графіки моделювати образи живої природи шляхом, що можна обчислити, часто використовують для автоматичної генерації незвичних ілюстрацій. Прикладом фрак- тальної графіки є зображення дерева (Рис. 4.7)

Map Viewer дозволяє вводити та корегувати карти — змінювати масштаб, пере-

творювати координати, обробляти й виводити у графічному вигляді числову інформацію, пов'язану з картами.

Пакет Iris Explorer (фірма Graphics) призначена для створення моделей погодних умов та океану.

Пакет Earth Watch (фірма Earth Watch) призначений для моделювання та демонстрації тривимірного зображення метеоумов над Землею, будувати топологічні поверхні по космічних знімках і прогнозувати погоду на тиждень вперед.

Модуль Chart у стандартному пакеті MS Office дозволяє легко й наочно створити графіки на основі даних, що знаходяться у таблиці.

Формати графічних файлів

Графічні об'єкти створюються в графічних файлах. Формати графічних файлів визначають спосіб збереження інформації у файлі (растровий чи векторний), а також форму збереження інформації (алгоритм стиснення, що використовується).

Стиснення доцільне для растрових графічних файлів, оскільки у них досить великий обсяг. Стиснення графічних файлів відрізняється від їх архівації за допомогою програм-архіваторів (RAR, ZIP, ARJ та ін.) тим, що алгоритм стиснення включається у формат графічного файлу.

Деякі формати графічних файлів є універсальними, що забезпечує їх обробку більшістю графічних процесорів. Частина програм-об- робок зображень має оригінальні формати, які розпізнаються лише самою програмою, що їх створює. Перевага оригінальних форматів файлів полягає в тому, що вони дозволяють зберігати зображення при меншому розмірі файлу. Розглянемо основні формати графічних файлів детальніше.

Bit MaP image (BMP) — універсальний формат растрових графічних файлів, використовується в операційній системі Windows. Цей формат підтримується багатьма графічними процесорами і, в тому числі, редактором Paint. Рекомендується для збереження і обміну даними з іншими додатками.

Tagget Image File Format (TIFF) — формат растрових графічних файлів, підтримується всіма основними графічними процесорами і комп'ютерними платформами. Містить алгоритм стиснення без втрати інформації. Використовується для обміну документами між різними програмами. Рекомендується для використання при роботі з видавничими системами.

Graphics Interchange Format (GIF) — формат растрових графічних файлів, підтримується додатками для різних операційних систем. Містить алгоритм стиснення без втрати інформації, який дозволяє зменшити обсяг файлу у кілька разів. Рекомендується для збереження зображень, що створюються програмним шляхом (діаграм, графіків і т.ін.), та малюнків з обмеженою кількістю кольорів (до 256). Використовується для розміщення графічних зображень на Web-сторінках в Інтернеті.

Portable Network Graphic (PNG) — формат растрових графічних файлів аналогічний формату GIF. Рекомендується для розміщення графічних зображень на Web-сторінках в Інтернеті.

Joint Photographic Expert Group (JPEG) — формат растрових графічних файлів, який реалізує ефективний алгоритм стиснення (метод JPEG) для фотографій та ілюстрацій після сканування. Алгоритм стиснення дозволяє зменшити обсяг файлу у десятки разів, однак супроводжується безповоротною втратою частини інформації. Підтримується додатками до різних операційних систем. Використовується для розміщення графічних зображень на Web-сторінках в Інтернеті.

Windows Meta File (WMF) — універсальний формат векторних графічних файлів для Windows-додатків. Використовується для збереження колекції графічних зображень Microsoft Clip Gallery.

Encapsulated Post Script (EPS) — формат векторних графічних файлів, підтримується програмами для різних операційних систем. Рекомендується для друку і створення ілюстрацій в настільних видавничих системах.

Corel Draw files (CDR) — оригінальний формат векторних графічних файлів, що використовується в системі обробки векторної графіки Corel Draw.

Fractal Image Format (FIF) — оригінальний формат фрактальних графічних файлів запатентований фірмою Iterated Systems. Використовується для запису кольорових фотографій у файли з ущільненням у десятки і сотні разів без помітного погіршення зображення.

Якщо планується робота з графічним файлом лише в одному конкретному додатку, доцільно обрати оригінальний формат. Якщо ж доведеться передавати графічний файл в інший додаток, інше середовище або іншому користувачеві, належить використати універсальний формат.