Файл: Кудряшова Анастасия Юрьевна Интернеткурс по дисциплине Информационные технологии в.pdf

Растровый метод (bitmap) представления изображений заключается в том, что изображение строится из мелких точек (точечного рисунка — растра). Растровые графические редакторы основаны на битовом методе передачи изображений, при котором в памяти компьютера хранится изображение каждого пикселя экрана монитора.
Размер растровой картинки можно задать как X пикселей по ширине и Y пи селей по высоте. Поэтому степень четкости изображений при растровом методе представления определяется разрешающей способностью экрана. Чем выше разрешение экрана, тем лучше выглядит изображение. Для работы с растровыми редакторами желательно иметь разрешение не менее 1024×768. Главными достоинствами такого способа формирования изображения считаются его простота, возможность детального редактирования

107 изображения, тщательная обработка сканированных изображений. Вместе с тем рисунки, созданные в растровом редакторе, плохо масштабируются, т.е. увеличиваются и уменьшаются, так как при этом возникает существенное искажение.
Векторный метод заключается в построении изображения из элементарных фигур и линий, имеющих математические выражения. Векторы представляют собой математическое описание объектов относительно точки начала координат. Так, для рисования прямой линии необходимы координаты двух точек, которые связываются по кратчайшей, для дуги задается радиус и т.д. Векторные графические редакторы базируются на векторном методе кодирования информации и позволяют в мельчайших подробностях создавать и редактировать новые изображения.
Цвет и методы его описания. Цвет возникает при взаимодействии источника света, наблюдаемого объекта и наблюдателя. Источники света излучают электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Окружающие объекты можно увидеть потому, что они полностью или частично отражают световые волны, излучаемые источниками.
Электромагнитные волны определенного частотного диапазона, попадая на сетчатку глаза, воспринимаются человеком как свет со своими параметрами яркости и цвета. Яркость светового луча зависит от его энергии, а цвет определяется пропорциями, в которых представлены в луче различные составляющие спектра. Свет, содержащий все составляющие спектра в равных пропорциях, воспринимается как белый. Отсутствие всех составляющих дает черный цвет. Преобладание волн начального участка видимого спектра воспринимается как свет красного тона или оттенка и т.д.
Восприятие цвета человеком субъективно, и его нельзя использовать для точного описания цветовых характеристик. Для использования цвета в различных технологиях необходимо иметь средства точного описания цветовых параметров. Без объективной информации о цвете невозможно разработать монитор, телевизор или цветное печатающее устройство. Потребность в таких средствах испытывают компьютерные художники и дизайнеры.
Развитие компьютерной графики и цифровых систем печати поставило задачу разработки системы управления цветом, способной контролировать цветовые параметры на всех стадиях подготовки цветных изданий: от создания до получения тиражей.
Усилиями специалистов в области теоретической оптики и разработчиков прикладных оптических систем предложено несколько систем, позволяющих точно описать цветовые параметры. Такие системы именуют цветовыми моделями. В основе всех моделей лежит колориметрический принцип — описание и цветовых, и яркостных характеристик неким набором числовых параметров, которые в ряде случаев называют цветовыми координатами.
Цветовая модель — система представления цветов с помощью ограниченного числа красок в полиграфии или цветовых каналов монитора и других излучающих устройств.
Существует много типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяются три модели, известные под названиями RGB, CMYK, HSB. По принципу действия эти цветовые модели можно разбить на три класса: аддитивные
(RGB), построенные на сложении цветов; субтрактивные (CMYK), основу которого составляет операция вычитания цветов; перцепционные (НSВ), базирующиеся на восприятии цвета.
Цветовая модель RGB. В цветовой модели RGB цвета получаются в результате смешения трех цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue), первые буквы английских наименований и дали название этой модели. Сложение основных цветов в полной яркости дает белый цвет, в минимальной представляет черный цвет. Если цветовые координаты смешивать в равных пропорциях, то получится серый цвет различной насыщенности. Смешение красного и зеленого дает желтый, красный и синий образуют пурпурный, а зеленый и синий — голубой.
Цветовые координаты: красный, зеленый и синий — базовые цвета, или

108 аддитивные. Цвета голубой, пурпурный, желтый, получаемые в результате попарного смешения базовых цветов, — вторичные, или комплементарные. По принципу сложения цветов работают многие устройства: мониторы, телевизоры и др. Так, RGB-мониторы работают на основе использования трех лучей, под действием которых точка экрана светится одним из трех цветов — красным, зеленым и синим, а изображение ЖК- мониторов формируется триадой ЖК-ячеек.
Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Возможна различная глубина цвета (битовая глубина), задаваемая используемым количеством битов для кодирования цвета точки.
Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита на точку.
В вычислительной технике интенсивность базовых цветов принято измерять целыми числами от 0 до 255. Ноль означает отсутствие данной цветовой составляющей, число 255 — максимальную интенсивность. Базовые цвета могут смешиваться, поэтому общее количество цветов, порождаемое аддитивной моделью, равно 256×256×256 = 16 777 216.
Число кажется огромным, но в действительности модель позволяет воссоздать лишь небольшую часть цветового спектра. Любой естественный цвет можно разложить на красную, зеленую и синюю составляющие и измерить их интенсивность. Обратное действие, т.е. синтез, реализуется далеко не всегда. Диапазон цветов модели RGB уже, чем видимый спектр. Чтобы получить часть спектра, лежащую между синим и зеленым цветами, требуются излучатели с отрицательной интенсивностью красного цвета, которых, конечно же, в природе не существует. Диапазон воспроизводимых цветов модели или устройства называется цветовым охватом. Недостаток аддитивной модели — ее узкий цветовой охват. Кроме того, недостатком модели следует считать аппаратную зависимость. Цвет, заданный значениями интенсивностей базовых цветов R = 204, G =
230, B = 171, как набор цветовых координат однозначно определяет светло-салатовый цвет на устройстве, работающем по принципу сложения базовых цветов. В действительности цвет, воспроизводимый конкретным устройством, зависит от внешних факторов. Экраны дисплеев покрываются люминофорами, отличающимися по химическому и спектральному составу. Мониторы одной марки могут иметь разную степень износа и условия освещения, по-разному синтезируют цвета. Цветовые характеристики различных устройств выравнивают за счет калибровки и использования систем управления цветом.
Цветовая модель HSB. Предназначена преодолеть аппаратную зависимость модели RGB. Эта модель наиболее соответствует способу восприятия цветов человеческим глазом. В модели HSB все цвета определяются тремя составляющими и относятся к перцепционным моделям: 1) оттенком или цветовым тоном (Hue), 2) насыщенностью (Saturation) и 3) яркостью (Brightness). Название модели образовано по первым буквам английских названий цветовых координат. Разделение характеристик упрощает проблему корректного воспроизведения цветов на различных технических устройствах.
Цветовым тоном, или оттенком, называется чистый цвет с определенной длиной волны. Насыщенность описывает чистоту, или силу, цвета. Один и тот же тон может быть тусклым или насыщенным. Изменение насыщенности можно представить как разбавление чистого цвета серым. Все цвета естественного происхождения имеют низкую насыщенность, поэтому чистые тона выглядят слишком яркими, ненатуральными. Яркость характеризует интенсивность, энергию цвета. Изменение яркости можно представить как смешение чистого тона и черного цвета. Большое содержание черного делает цвет затененным, неинтенсивным. С уменьшением доли черного цвета освещенность увеличивается. Черный цвет имеет нулевую яркость, а белый
— абсолютную.
Достоинство системы HSB — ее независимость от аппаратуры. Однако эта независимость признается чисто теоретической, так как система HSB — абстрактная. Это

109 значит, что нет таких устройств, синтезирующих цвет в данной системе. Не существует и прямой процедуры измерения цветового тона и насыщенности. В любом методе ввода информации о цвете сначала измеряются красная, синяя и зеленая составляющие, которые потом пересчитываются в координаты HSB. Так как при вводе и выводе цвета система HSB привязана к системе RGB, то ее аппаратная независимость пока не имеет большого практического значения.
Цветовая модель CMYK. В основе систем RGB и HSB рассматриваются источники света. Однако большинство окружающих нас объектов не излучает свет, а поглощает и отражает в разных пропорциях падающий свет. Мы видим пассивные объекты в отраженном цвете. Если яблоко имеет красный цвет, то это значит, что оно отражает длинные волны и поглощает короткие. Для описания таких явлений используется цветовая модель, объясняющая порождение цветов не как результат сложения, а как результат вычитания базовых цветов. Эта модель называется CMYK по первым буквам названий цветовых координат: Cyan (Голубой), Magenta (Пурпурный),
Yellow (Желтый), BlacK (Черный). Черный цвет представлен в названии последней буквой своего названия для того, чтобы не путать его в сокращениях с синим (Blue).
Палитры цветов. Пиксел монитора несет информацию о своем цвете, выражаемую в битах. Чем большим количеством битов описывается пиксел, тем больше информации он может в себе нести и тем больше его битовая глубина. Битовую глубину изображения часто называют цветовой разрешающей способностью. Она измеряется в битах на пиксел
(bit per pixel, bpp). Так, если цветная иллюстрация имеет в каждом пикселе по 8 бит цветовой информации, то ее цветовая разрешающая способность будет 8 bpp. При 8- битовой глубине доступно 256 оттенков цвета. На принципе 8-битного цвета основана цветовая модель Index Color. Она работает на базе создания палитры цветов. Все оттенки в файле делятся на 256 возможных вариантов, каждому из которых присваивается номер.
Далее из получившейся палитры цветов строится таблица, где каждому номеру ячейки приписывается цветовой оттенок в значениях RGB. Эти оттенки записываются в соответствующую таблицу.
До появления 8-битного цвета из-за малых мощностей персональных компьютеров тех времен использовались палитры из 16 цветов (4 bpp), 4 цветов (2 bpp) и самая первая компьютерная графика была однобитовая — 2 цвета. Однобитовые изображения, называемые Bitmap или иногда Lineart, используются и сегодня там, где не требуются цвето-тоновые переходы. Равный по размеру Bitmap-файл в 24 раза меньше, чем файл
RGB, кроме того, он очень хорошо сжимается.
Цветовая модель Grayscale представляет собой ту же индексированную палитру, где вместо цвета пикселам назначена одна из 256 градаций серого. На основе Grayscale легко можно понять строение RGB- и CMYK-файлов.
В RGB для описания цвета используются 24 бита, которые делятся на три группы
(канала) по 8 бит. Одна группа используется для хранения в пикселе величины красного цвета, две другие — зеленого и синего. Они могут дать до 16 700 000 комбинаций оттенков. Аналогичным образом в CMYK существуют четыре группы, для описания цвета используются 32 bpp. Следует заметить, что если RGB имеет стандартные 256 градаций яркости, то в CMYK яркость измеряется в процентах (т.е. до 100). Несмотря на большую, чем в RGB, цветовую глубину 32 бита на пиксел, диапазон оттенков CMYK значительно меньше, чем в RGB, так как CMYK является не более чем имитацией на экране печатных цветов.
Вопрос 6. Графические редакторы, форматы графических файлов
Графический редактор Paint входит в состав стандартных программ операционной системы Windows. По своим возможностям он значительно уступает профессиональным графическим редакторам, однако располагает необходимым минимумом средств для

110 освоения приемов работы с графической информацией.
Назначение редактора. Программа Paint представляет собой простейший редактор растровой графики, позволяющий создавать черно-белые и цветные рисунки, сохранять их в файлах. Рисунки можно выводить на печать, вставлять в другие документы, использовать в качестве фона Рабочего стола. Редактор Paint можно использовать для просмотра и правки снятых с помощью сканера и фотокамеры фотографий. Paint может использоваться для работы с точечными рисунками формата JPG, GIF, TIFF, PNG и BMP.
Графический редактор Paint — простейший, поэтому в нем нет многих возможностей и функций, присущих современным профессиональным графическим редакторам Adobe Photoshop, GIMP, InkScape, Corel Draw и др.
К возможностям таких графических редакторов относятся следующие.
1.
Использование слоев. В редакторе Paint предусмотрена работа только с одним слоем изображения. В профессиональных программах, где предусмотрена возможность создания слоев, разные объекты располагают на разных слоях, а потом объединяют. Слои могут быть прозрачными или полупрозрачными.
2.
Специальные методы заливки. В редакторе Paint работает только простейшая заливка одним цветом. Более мощные редакторы имеют средства выполнения градиентной заливки (с плавным переходом от одного цвета к другому) и множество вариантов текстурной заливки (заполнение узором или рисунком, имитирующим фактуру материала, например, дерева, металла, ткани и т.п.).
3.
Фильтры. Специальные методы автоматической обработки изображений или выделенного фрагмента для создания эффектов. С помощью фильтров можно управлять яркостью или контрастностью изображения. Искажающие фильтры имитируют просмотр рисунка через стекло, смоченное водой, и т.п. Профессиональные графические редакторы насчитывают десятки и сотни фильтров для специальных эффектов.
4.
Автоматическое выделение областей. В мощных редакторах есть средства для автоматического выделения. Они могут работать по принципу подобия цвета: все элементы изображения, имеющие цвет, близкий к заданному, выделяются автоматически. Это позволяет точно выделять сложные контуры (операция обтравки контура).
5.
Трансформации. Помимо растяжения и наклона изображения существуют более сложные трансформации, например, скручивание. Много трансформаций существует для преобразования трехмерных объектов.
6.
Использование подключаемых расширений. Современные графические редакторы позволяют подключать дополнительные компоненты, называемые расширениями (плагинами).
Графические компьютерные данные разделяются на две большие ветви: векторную и растровую. Векторная иллюстрация представляет собой набор геометрических примитивов. Большинство векторных форматов могут также содержать внедренные в файл растровые объекты или ссылку на растровый файл. Сложность при передаче данных из одного векторного формата в другой заключается в использовании программами различных алгоритмов, разной математики при построении векторных и описании растровых объектов. Растровые форматы также отличаются друг от друга способностью нести дополнительную информацию: различные цветовые модели, векторы, слои различных типов, интерлиньяж (расстояние между строками), анимацию.
К наиболее популярным графическим форматам отнясятся следующие.
BMP (англ. bitmap — битовая карта, битовый массив) — графический формат хранения растровой графики без сжатия данных. По каждой точке (пикселю) в нескольких байтах хранятся данные о ее цвете. Достоинство — универсальность, поддержка большинством программ просмотра и редактирования графических файлов.
TIFF (Tagged Image File Format) — аппаратно независимый формат хранения растровых изображений высокого качества без потерь. Широко используется в

111 различных программах, при импорте растровой графики в векторные программы, издательские системы и при печати.
GIF (Graphics Interchange Format) — формат, популяhный при размещении рисунков в Интернете из-за сжатия размера файла. Умеренное качество цветов и четкости «газетной рекламы». Возможность наложения множества изображений, имитирующих анимацию.
JPEG (Joint Photographic Experts Group) — растровый формат на основе сжатия изображений при незначительной и малозаметной потере информации. Хорошо сжимаются растровые картинки фотографического качества, особенно большие с высоким печатным разрешением. Хуже подходит для логотипов, схем, «контурных» рисунков и текстов. В JPEG следует сохранять только конечный вариант работы, поскольку каждое пересохранение приводит к новым потерям. Рекомендуется в электронных публикациях, в том числе в Интернете.
PCD — формат хранения фотографий и графических изображений высокого качества в специальном формате Photo CD фирмы Kodak.
PNG (Portable Network Graphics) — формат, разработанный для сетей, нередко заменяет GIF и JPEG. Сжатые без потерь и индексированные файлы PNG, как правило, меньше аналогичных файлов GIF, TIFF.
PDF (Portable Document Format) — формат файлов передачи верстки и графики через сети, получаемый путем конвертации, преобразования электронной документации из ряда программ: Word, Excel, презентаций PowerPoint и др. Допускает гиперссылки, заполняемые поля, комментарии, включение видео и звука.
Adobe Photoshop Document — внутренний формат популярного растрового редактора Photoshop. Позволяет записывать изображение со многими слоями, масками и другой информацией дизайнера, работавшего в Photoshop, и поддерживается рядом других программ.
Литература
Основная литература:
1.
Анеликова, Л. А. Упражнения по текстовому редактору Word / Л. А.
Анеликова. — Москва : СОЛОН-ПРЕСС, 2019. — 119 c. — ISBN 978-5-91359-084-8. —
Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/90385.html (дата обращения: 09.08.2021).
2.
Колесниченко, Н. М. Инженерная и компьютерная графика : учебное пособие
/ Н. М. Колесниченко, Н. Н. Черняева. — Москва : Инфра-Инженерия, 2018. — 236 c. —
ISBN 978-5-9729-0199-9. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR
BOOKS : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/78267.html (дата обращения:
09.08.2021).
3.
Латфуллина, Д. Р. Табличный процессор МS EXCEL : практикум / Д. Р.
Латфуллина, Н. А. Нуруллина. — Москва : Российский государственный университет правосудия, 2017. — 60 c. — Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR
BOOKS : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/65877.html (дата обращения:
09.08.2021).
4.
Мокрова, Н. В. Текстовый процессор Microsoft Office Word : практикум / Н.
В. Мокрова. — Саратов : Вузовское образование, 2018. — 46 c. — ISBN 978-5-4487-0306-5.
— Текст : электронный // Электронно-библиотечная система IPR BOOKS : [сайт]. — URL: https://www.iprbookshop.ru/77154.html (дата обращения: 09.08.2021).