В отличие от растровой графики, в которой основным элементом изображения является точка, в векторной графике базовым элементом является линия (при этом не важно, прямая это линия или кривая).

Разумеется, в растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации точек. В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Что бы мы ни делали с этой линией, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии.

[c6]Линия — это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные. Например, объект четырехугольник можно рассматривать как 4 связанные линии, а объект куб можно рассматривать либо как 12 связанных линий, либо как шесть связанных четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой.

Перед выводом на экран каждого объекта программа векторной графики производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта. Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на принтер.

[c7]К свойствам линии относятся: форма линии, ее толщина, цвет, характер линии (сплошная, пунктирная и т. п.). Замкнутые линии имеют свойство заполнения. Внутренняя область замкнутого контура может быть заполнена цветом, текстурой, картой. Простейшая линия, если она не замкнута, имеет две вершины, которые называются узлами. Узлы тоже имеют свойства, от которых зависит как выглядит вершина линии, и как две линии сопрягаются между собой.

Прямоугольник можно рассматривать как один объект (замкнутый контур), если объединить объекты-линии, входящие в него. Изображение куба можно рассматривать как один сложный объект, который образует 6 замкнутых контуров. Куб можно изобразить и с помощью 12 прямых линий. Замкнутые контуры можно закрашивать. В качестве заполнителя может быть выбрана цветная краска или регулярная текстура. Иногда в качестве заполнителя используют заготовленные растровые изображения, называемые картой.

[c8]Векторная графика лишена недостатков растровой,но в свою очередь, она значительно усложняет работу по созданию художественных иллюстраций. В этой связи в практике средства векторной графики используют для оформительских, чертежных и проектно-конструкторских работ.

Например, графический примитив точка задается свои­ми координатами (X,Y), линия — координатами начала (XI,Y1) и конца (X2,Y2), окружность — координатами цен­тра (X,Y) и радиусом (R), прямоугольник — координатами левого верхнего угла (XI,Y1) и правого нижнего угла (X2.Y2) и так далее. Для каждого примитива задается так­же цвет.

В векторной графике легко решаются вопросы масштабирования.

В частности, получив на экране изображение дома можно его увеличить и подробно рассмотреть изображение квартиры. При дальнейшем увеличении можно подробно рассмотреть способ крепления дверной коробки, дверной петли. При дальнейшем увеличении изображения можно увидеть шурупы, которыми крепятся дверные петли и, если есть необходимость, детализировать изображение далее.

[c9]Фрактальная графика, как и векторная – вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению (или по системе уравнений), поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменение коэффициентов в уравнении позволяет получать совершенно другую картину. Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. (снежинка, ветка папоротникового растения)

[c10]Форматы графических файлов

Форматы графических файлов определяют способ хране­ния информации в файле (растровый или векторный), а так­же форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия).

Сжатие применяется для растровых графических файлов, так как они имеют обычно достаточно большой объем. Сжа­тие графических файлов отличается от их архивации с по­мощью программ-архиваторов (гаг, zip, arj и пр.) тем, что ал­горитм сжатия включается в формат графического файла.

Для сжатия отсканированных фотографий и иллюстра­ций используется алгоритм сжатия JPEG. Этот алгоритм ис­пользует тот факт, что человеческий глаз очень чувствите­лен к изменению яркости отдельных точек изображения, но гораздо хуже замечает изменение цвета. Действительно, при глубине цвета 24 бита компьютер обеспечивает воспроизведение более 16 млн различных цветов, тогда как человек вряд ли способен различить и тем более назвать более сотни цветов и оттенков.

Применение метода JPEG позволяет сжимать файлы в де­сятки раз, однако может приводить к необратимой потере информации (файлы не могут быть восстановлены в перво­начальном виде).

Некоторые форматы графических файлов являются уни­версальными, так как могут быть обработаны большинст­вом графических редакторов.

Некоторые форматы графических файлов бо­лее подробно.

Растровые форматы

(BMP) — универсальный формат растро­вых графических файлов, используется в операционной сис­теме Windows. Этот формат поддерживается многими графи­ческими редакторами, в том числе редактором Paint. Рекомендуется для хранения и обмена данными с другими приложениями.

(JPEG) — формат раст­ровых графических файлов, который реализует эффектив­ный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций. Ис­пользуется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

(TIFF) (GIF) — Для изображений, содержащих орнаменты, целесообразно применения метода, который использует поиск в изображении повторяющихся «узоров». Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Векторные форматы

(CDR) — оригинальный формат вектор­ных графических файлов, используемый в системе обработ­ки векторной графики CorelDraw.

(EPS) – формат векторных графических файлов, поддерживается программами для различных операционных систем. Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах.

(WMF)- Это универсальный векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекций графических изображений Microsoft Clip Gallery.

Если вы собираетесь работать с графическим файлом толь­ко в одном данном приложении, целесообразно выбрать ори­гинальный формат. Если же предстоит передавать данные в другое приложение, другую среду или иному пользователю, стоит использовать универсальный формат.

Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK и HSB.

[c11]Конвертирование-изменение формата рисунка (на примере конвертора Pixillion 2.11 -предназначенной для конвертирования графических файлов. поддерживает форматы gif, jpg, pdf, png, bmp и другие.

Pixillion может загружать изображения непосредственно с диска или из указанной папки. Перед выполнением преобразования каждую картинку можно просмотреть. В настройках Pixillion можно указать параметры выходного формата, а также определить поведение программы в случае возникновения ошибок или обнаружения в выходной папке файлов с идентичными названиями.

[c12]Графические редакторы

Для обработки изображений на компьютере используют­ся специальные программы — графические редакторы. Гра­фические редакторы также можно разделить на две катего­рии: растровые и векторные.

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки фотографий и рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность пе­редачи градаций цветов и полутонов.

Среди растровых графических редакторов есть простые, на­пример стандартное приложение Paint, и мощные профессио­нальные графические системы, например Adobe Photoshop, Gimp.

К векторным графическим редакторам относятся графи­ческий редактор, встроенный в текстовый редактор Word. Среди профессиональных векторных графических систем наиболее распространена CorelDRAW, Inkscape.

Графический редактор — это программа созда­ния, редактирования и просмотра графических изображений.

[c13]Редактор Paint

Графический редактор Paint, входящий в комплект стандартных программ М Windows 95, позволяет, используя манипулятор «мышь», выполнять черно-белые цветные рисунки, обрамлять их текстом, выводить на печать. В Paint можно работать с фрагментами графических изображений: копировать, перемещать, поворачивать, изменять размеры, записывать на диск и считывать с диска. С помощью Painta можно обрабатывать графические изображения, а также считывать и записывать файл полностью или частично изображение с дисплея, если монитор работает графическом режиме.

Большую часть экрана занимает рабочее поле, окрашенное в фоновый цвет. Над рабочим полем - меню, позволяющее выполнять команды редактирования. Слева - панель инструментов. Под рабочим полем находится палитра. С левого края палитры показаны два вложенных квадрата, внутренний-рабочий цвет, а внешний - в фоновый. В левом нижнем углу экрана выводится калибровочная шкала, которая позволяет устанавливать ширину рабочего инструмента (кисти, резинки и,т.д.). Вдоль нижнего правого и правого края рабочего поля находятся линейки прокрутки для перемещения рабочего поля по картинке, если размеры картинки больше размеров рабочего поля.

[c14]Редактор CorelDraw

Начиная работать с графическим редактором CorelDraw, мы прежде всего видим : рабочее окно.

Чтобы активизировать меню выбора (установки) параметров работы или выполнения команд, установите указатель мыши на пункт меню и щелкните левой кнопки или нажмите клавишу Аlt и клавишу, соответствующую выделенной букве. Выполнение команд происходит после подтверждения правильности установки всех параметров или выбора значений активизацией

экранной кнопки ОК в диалоговой панели или нажатием клавиши Enter.

Палитра цветов CorelDRAW предназначена для выбора цвета контуров и заливок. Набор цветов, отображаемых на палитре, определяется выбранной цветовой моделью.

Горизонтальная и вертикальная полосы прокрутки предназначены для вывода областей текущего окна, не умещающихся на экране.. Главное меню расположено вверху экрана под заголовком окна. Оно содержит названия ниспадающих меню, предназначенных для доступа к различным функциям CorelDRAW. Панель графики (слайд) Панель графики обеспечивает доступ к инструментам CorelDRAW

Инструменты, снабженные маленьким треугольником в нижнем правом углу, способны раскрываться.

Свитки CorelDRAW (слайд) это окна диалога, которые остаются на экране до тех пор, пока не перестанут быть нужными пользователю. Их использование ускоряет выполнение многих операций CorelDRAW, поскольку для тонкой настройки параметров не требуется каждый раз открывать окно диалога путем выбора команд в меню.

Они называются свитками, поскольку их можно свернуть так, что на экране останется только заголовок.

Для редактирования рисунка следует активизировать пиктограмму с помощью мыши или нажатием клавиши Пробел, переместить указатель на любую точку контура рисунка и щелкнуть кнопкой. Выбранный рисунок будет окружен восемью квадратами черного цвета. Можно выделить одновременно несколько объектов, последовательно выбирая их с помощью мыши при нажатой клавише Shift или отмечая на экране прямоугольную область, в которой они расположены. Для одновременного выбора всех рисунков на экране необходимо активизировать пиктограмму, переместить указатель мыши в один из углов выбираемого прямоугольного контура, нажать кнопку и, не отпуская ее, переместить указатель в противоположный угол и отпустить кнопку. Контур будет изображен штриховой линией. Для отмены выбора – переместить указатель мыши за контур и щелкнуть кнопкой.

Для изменения масштаба, работы с текстом необходимо активизировать соответствующие пиктограммы.

Работа с текстом начинается с активизации пиктограммы текста. Для перемещения по тексту в диалоговой панели Text необходимо переместить указатель мыши и щелкнуть левой кнопкой. Однако в программе для перемещения предусмотрены также специальные клавиши.

Для выделения фрагмента текста необходимо активизировать пиктограмму с помощью мыши или клавиши Пробел. Переместите указатель мыши в один из углов выбираемого прямоугольного контура, нажмите кнопку К, не отпуская ее, переместите указатель в противоположный угол, отпустите кнопку. Весь контур будет окружен штриховой линией. Для выделения отдельного символа необходимо активизировать пиктограмму, переместить указатель мыши в один из углов выбираемого прямоугольного контура, нажать кнопку и, не отпуская ее, переместить указатель в противоположный угол. Выбранный объект не будет окружен рамкой из квадратов, однако на нем будут выделены все узловые точки. Выбор нескольких символов осуществляется аналогично при нажатой клавише Shift.

Различия между векторными и растровыми граф редакторами

Графические редакторы также предоставляют воз­можность выбора инструментов для создания и редактиро­вания графических изображений, объединяя их в панели инструментов.

Инструменты рисования объектов. Графические редакто­ры имеют набор инструментов для рисования простейших графических объектов: прямой линии, кривой, прямоуголь­ника, эллипса, многоугольника и так далее. После выбора объекта на панели инструментов его можно нарисовать в любом месте окна редактора.

Например, для рисования линии необходимо выбрать на панели инструментов инструмент Линия, переместить кур­сор на определенное место окна редактора и щелчком мыши зафиксировать точку, из которой должна начинаться линия. Затем следует перетащить линию в нужном направлении и, осуществив повторный щелчок, зафиксировать второй ко­нец линии.

Такие инструменты имеются и в растровом, и в векторном графических редакторах, однако принципы работы с ними несколько различаются. В растровом графическом редакторе объект перестает существовать как самостоятельный элемент после окончания рисования и становится лишь группой пик­селей на рисунке. В векторном редакторе нарисованный объ­ект продолжает сохранять свою индивидуальность и его мож­но масштабировать, перемещать по рисунку и так далее.

В векторном редакторе существует группа инструментов группировки и разгруппировки разгруппировки объектов.

Выделяющее инструменты. В графических редакторах над элементами изображения возможны различные опера­ции: копирование, перемещение, удаление, поворот, изме­нение размеров и так далее. Для того чтобы выполнить ка­кую-либо операцию над объектом, его сначала необходимо

выделить.

Для выделения объектов в растровом графическом редакто­ре обычно имеются два инструмента: выделение прямоуголь­ной области и выделение произвольной области. Процедура выделения производится аналогично процедуре рисования.

Выделение объектов в векторном редакторе осуществля­ется с помощыо инструмента выделение объекта (на панели инструментов изображается стрелкой). Для выделения объ­екта достаточно выбрать инструмент выделения и щелкнуть по любому объекту на рисунке.

Инструмент редактирования рисунка. Инструменты ре­дактирования позволяют вносить в рисунок изменения: сти­рать части рисунка, изменять цвета и так далее. Для стира­ния изображения в растровых графических редакторах используется инструмент Ластик, который стирает фраг­менты изображения (пиксели), при этом размер Ластика можно менять.

В векторный редакторах редактирование изображения возможно только путем удаления объектов, входящих в изображение, целиком. (выде­лить объект, а затем выполнить операцию Вырезать).

Палитра цветов - можно осу­ществить операцию изменения цвета.

Текстовые инструменты. Текстовые инструменты позво­ляют добавлять в рисунок текст и осуществлять его форма­тирование.

В растровых редакторах инструмент Надпись (буква А на панели инструментов) позволяет создавать текстовые облас­ти на рисунках. Форматирование текста производится с помощью панели атрибутов текста. В редакторе Paint панель атри­бутов текста добавляется (удаляется) при выбранном инстру­менте Надпись командой [Вид-Панель атрибутов текста].

В векторных редакторах тоже можно создавать текстовые области, в которые можно вводить и форматировать текст. Кроме того, для ввода надписей к рисункам можно исполь­зовать так называемые выноски различных форм. В векторном графическом редакторе, входящем в Word, вы­носка выбирается на панели Рисование командой [Автофи­гуры-Выноски].

Масштабирующие инструменты. Инструмент масштабирования –Лупа в Painte.

В векторных графических редакторах можно легко изме­нять реальные размеры объекта с помощью мыши.

Методические особенности в базовом и профильном.

В базовом курсе изучения этого вопроса ограничиваются краткими теоретическими сведениями о принципах хранения и обработки графическим редактором.

В профильном курсе технологической направленности речь может идти о приобретении более профессиональных навыков создания и редактирования графических объектов различной природы.

Необходимо отметить, что компьютерная графика – это сравнительно новая область применения ЭВМ. К теоретическому содержанию данной темы относятся вопросы:

1.Компьютерная графика.2.Растровая графика.3.Векторная графика.4.Форматы графических файлов.

5.Графический редактор.6.Команды работы с графическим редактором.

Абсолютное большинство учеников с удовольствием рисуют в графическом редакторе. При выполнении практических заданий очень заметно проявляются различные способности детей к рисованию. Безусловно, информатика – не уроки рисования и не всякий учитель информатики обладает художественными способностями. Учитель должен считать своей целью раскрытие всех возможностей графического редактора как инструмент для рисования. У редакторов, предназначенных для работы с векторной графикой, таких как CorelDraw возможностей довольно много. Но существуют другие векторные редакторы – такие как встроенный редактор в Microsoft Word. Они дают представление о работе с векторной графикой, но далеки от возможностей редакторов первого типа. Выбор редактора, с которым будут работать учащиеся, зависит от учителя и от того на сколько данный класс «силен». На первом уроке необходимо провести актуализацию знаний – рассказать об областях применения компьютерной графики. Затем приступить непосредственно к рассмотрению векторной и растровой графики, их отличие, из чего они формируются. Для лучшего понимания учащимися этих двух видов компьютерной графики нужно оформить с помощью учеников сравнительную таблицу: часть пунктов оформить в классе, а оставшуюся часть дать заполнить ученикам дома, но проговорить о содержимом этих пунктов. Далее дать материал о форматах графических файлов. В конце урока желательно провести небольшую самостоятельную работу – в виде кроссворда, теста.

На втором уроке необходимо организовать фронтальную лабораторную работу с графическим редактором. В начале урока нужно познакомить учащихся со средой графического редактора.

Дополнительно для чтения

Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK и HSB.

Цветовая модель RGB. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными. Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображение проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели. В графических редакторах имеются средства для преобразования изображений из одной цветовой модели в другую.

Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонентов называют аддитивным методом

Цветовая модель CMYK. Эту модель используют для подготовки печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем больше света она поглощает и меньше отражает. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а к ее уменьшению. Поэтому для подготовки печатных изображений используется субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого:

ГОЛУБОЙ (Cyan)=БЕЛЫЙ – КРАСНЫЙ=ЗЕЛЕНЫЙ+СИНИЙ

ПУРПУРНЫЙ(Magenta)=БЕЛЫЙ – ЗЕЛЕНЫЙ=КРАСНЫЙ+СИНИЙ

ЖЕЛТЫЙ(Yellow)=БЕЛЫЙ – СИНИЙ=КРАСНЫЙ+ЗЕЛЕНЫЙ

Эти три цвета называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до белого.

Цветовая модель HSB наиболее удобна для человека. Она проста и интуитивно понятна.

В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов, как и при работе с другими моделями.

Цветовая модель HSB удобна для применения в тех графических редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображений, а на их создание своими руками.

Графические редакторы позволяют работать с цветным изображением в разных цветовых моделях, но все-таки модель RGB для компьютера «ближе». Это связано с методом кодирования цвета байтами. Поэтому создавать и обрабатывать цветные изображения принято в модели RGB, а при выполнении цветоделения рисунок преобразовывают в модель CMYK. При печати рисунка RGB на цветном четырехцветном принтере драйвер принтера также преобразует рисунок в цветовую модель CMYK.