Тема: Кодирование и обработка графической информации

Пространственная дискретизация Графическая информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах. Аналоговая – непрерывная форма. Дискретная – цифровая форма. Цифровое изображение - в памяти компьютера для любого изображения хранятся только цифры – наборы нулей и единиц. Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называется пространственной дискретизацией. Изображение разбивается на отдельные точки – пиксели. Пиксель – минимальный участок изображения. В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения. Растровое изображение формируется из определенного количества строк, которые состоят из определенного количества точек.

Разрешающая способность Важнейшая характеристика растрового изображения. Определяется количеством точек по горизонтали и вертикали. Чем меньше размер точек, тем больше разрешающая способность. Величина разрешающей способности выражается в dpi (точек на дюйм). Разрешение определяет, насколько мелкими будут пиксели нашего изображения. Пространственная дискретизация осуществляется во время сканирования, с помощью цифровых фото- и видеокамер.

Глубина цвета В процессе дискретизации используется палитра цветов – набор цветов. Количество цветов в палитре (N) равно 2 I, где I – количество информации необходимое для кодирования цвета. N = 2 I Глубина цвета – количество информации для кодирования точки изображения.. Глубина цвета определяет, сколько оттенков может принимать каждый пиксель, и измеряется в битах.

Глубина цвета и количество цветов в палитре Глубина цвета, I (битов) Количество цветов в палитре, N 42 4 = = = =

Растровые графические редакторы Наилучшее средство обработки цифровых и отсканированных изображений. Можно повышать качество путем изменения цветовой палитры изображения. Можно повышать яркость, удалять мелкие дефекты изображения, преобразовать черно-белое изображение в цветное. Можно использовать для преобразования различные эффекты.

Недостатки растровых изображений Большой информационный объем. Очень чувствительны к уменьшению и увеличению. При уменьшении несколько точек сливаются в одну, теряется четкость изображения. При увеличении точки добавляются, образуется ступенчатость.

Форматы растровых графических файлов Универсальным форматом растровых графических файлов является BMP. Для размещения изображений на WEB – страницах используются форматы, в которых используется сжатие. Формат GIF, в котором используется метод сжатия.Фалы в формате GIF могут содержать не одну, а несколько растровых картинок. Недостаток – ограниченная палитра (до 256 цветов). Используется для графического оформления WEB-страниц. Формат PNG использует метод сжатия без потери данных, позволяет использовать в палитре до 16 млн. цветов. Для сжатия цифровых и отсканированных фотографий используется формат JPEG. Применение этого формата позволяет сжимать файлы в десятки раз, что может привести к необратимой потере информации. Формат TIF – используется в полиграфии. Формат JPG – для цифровой фотографии. Формат PSD – формат ADOBE PHOTOSHOP.

Графические режимы монитора Качество изображения на экране монитора зависит от величины пространственного разрешения и глубины цвета. Пространственное разрешение определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Двоичный код цвета всех точек хранится в видеопамяти компьютера, которая находится на видеокарте.

Векторная графика Векторные рисунки используются для хранения высокоточных графических объектов (рисунков, чертежей, схем). Векторные рисунки формируются из графических объектов: прямоугольник, линия, окружность и др. Для каждого объекта задаются координаты опорных точек, а так же цвет, толщина и стиль линии.

Достоинства векторной графики Увеличение или уменьшение векторных рисунков без потери качества. Небольшой информационный объем файлов.

Векторные графические редакторы Для создания и редактирования рисунков, в которых существуют четкие контуры. Векторные рисунки состоят из отдельных графических объектов, которые легко редактируются. Системы компьютерного черчения – создание чертежей высокой точности, измерения расстояния, углов, периметров, площадей. Системы автоматизированного проектирования – используются на производстве. По компьютерным чертежам можно изготавливать высокоточные детали.

Форматы векторных графических файлов Формат WMF используется для хранения коллекции изображений Microsoft Clip Gallery. Векторный редактор Open Office Draw сохраняет файлы в формате SXD. Система компьютерного черчения Компас – в формате FRM.

Интерфейс и основные возможности графических редакторов Область рисования. В графических редакторах можно выбрать параметры области рисования, которая называется страницей, листом или слайдом. Область рисования можно расположить вертикально (книжная ориентация) или горизонтально (альбомная ориентация): п. Файл – Параметры страницы – Ориентация – Книжная, Альбомная.

Технология рисования графических примитивов Графические примитивы: прямая линия, кривая линия, прямоугольник, многоугольник, окружность. Кнопки для рисования графических примитивов находятся на панели инструментов. Процедуры рисования графических примитивов в растровых и векторных редакторах практически одинаковы.

Графические примитивы Линия. Перед рисованием задать тип линии, её толщину цвет. Кривая. Выбрать графический примитив кривая, нарисовать произвольную линию и перетаскиванием мышью придать ей требуемую форму. Прямоугольник: щелчком зафиксировать положение первой вершины, перетащить указатель по диагонали и зафиксировать положение второй вершины. Многоугольник: последовательно щелчками зафиксировать положение вершин и двойным щелчком зафиксировать положение последней вершины. Овал и окружность: щелчком зафиксировать положение точки овала, перетащить указатель по диагонали и зафиксировать положение точки, противоположной относительно центра овала. Палитра цветов: можно выбрать цвет линий и цвет заливки. Пипетка: используется для копирования цветов. Щелчок мышью по области с требуемым цветом задаёт его в качестве цвета линий или цвета заливки (левая клавиша – в качестве основного цвета, правая – в качестве фона).

Инструменты рисования растровых графических редакторов Карандаш - позволяет рисовать произвольные тонкие линии. Кисть - позволяет рисовать линии различной толщины. Ластик – позволяет стирать произвольные пиксели изображения. Распылитель - позволяет разбрызгивать «краску» и закрашивать произвольные области. Заливка – закрашивание произвольных областей. Лупа – увеличение и уменьшение масштаба. Надпись – создание текста.

Панель инструментов Панель инструментов в редакторе Paint. Выделение прямоугольной формы заливка лупа кисть надпись Выделение произвольной формы ластик пипетка карандаш распылитель линия прямоугольник овал кривая многоугольник скругленный прямоугольник Панель настройки инструментов

Диалоговое окно Шрифты Форматирование текста производится с помощью диалогового окна Шрифты.

Палитра цветов в векторном редакторе Панель цвета.

Палитра цветов в растровом графическом редакторе Палитра цветов в редакторе Paint. Цвет фона (закрашивание фигур) Основной цвет (контуры) Основной цвет (контуры)

Панель рисования векторного редактора Панель рисования. линия прямоугольник текст Объект Word Art Цвет заливки Цвет линии Цвет текста Инструмент выделения

Работа с объектами в векторных графических редакторах Слои объектов в векторном графическом редакторе. Каждый графический примитив рисуется в своем слое. Существует возможность изменения видимости объектов путем изменения порядка размещения их слоёв. Для этого используется операция изменения порядка (на передний план, на задний план, на слой вперед или назад). Выделить объект – п. Действия – Порядок.

Градиентная заливка Интенсивность закраски в векторном графическом редакторе может изменяться по длине, ширине, от центра объекта, могут быть заштрихованы различными способами. текстураузор Градиентная заливка

Прозрачность объектов для каждого слоя рисунка в векторном графическом редакторе можно задать степень прозрачности (0% - 100%). При нулевой прозрачности объект, нарисованный на ниже расположенном слое, виден не будет. Объект в нижнем слое Прозрачность 50%

Группировка объектов Группировка объектов в векторном графическом редакторе– отдельные графические примитивы преобразуются в один (сгруппировать), а затем производить различные операции. Выделить объекты – п. Действия – Группировать.

Выравнивание объектов В векторном редакторе используется сетка, к которой привязываются объекты.

Выноски в векторных редакторах Выноски - текстовые области, в которых можно вводить и форматировать текст. Выноска выноска

Редактирование изображений и рисунков В растровом редакторе нарисованный объект перестает существовать как самостоятельный элемент после окончания рисования и становится лишь группой пикселей на рисунке. В векторном редакторе этот объект продолжает свою индивидуальность, его можно масштабировать, перемещать и т.д. Выделение: перед выполнением операций объекты необходимо выделить. Копирование: объект остается на прежнем месте и появляется в новом. Перемещение: объект с исходного места исчезает и появляется в новом. Удаление объектов.

Операции редактирования в растровом редакторе выделениекопированиеперемещениеудаление

Операции редактирования в векторном редакторе выделениекопированиеперемещениеУдаление

Геометрические преобразования в векторном редакторе изменение размера, поворот, наклон, отображение в различных областях.

Геометрические преобразования в растровом редакторе Поворот на 180 0

Растровая и векторная анимация Создание иллюзии движения объектов на экране монитора. Компьютерная анимация использует быструю смену кадров, которую глаз человека воспринимает как непрерывное движение. Анимация в презентациях. Используются анимационные эффекты, которые используются в процессе перехода слайдов. GIF – анимация – последовательность растровых изображений, которые хранятся в одном растровом графическом файле в формате GIF. Flash-анимация базируется на использовании векторной графики и представляет собой последовательность векторных рисунков (кадров). Для разработки Flash-анимации используются flash- редакторы (например, Macromedia Flash), которые сохраняют анимационные файлы в формате FLA.

Цифровое фото и видео Цифровые фотокамеры позволяют получить полноцветное изображение высокого качества в цифровом формате. Цифровое изображение сохраняется в цифровой камере на сменной карте flash-памяти. После подключения цифровой камеры к USB-порту компьютера производится копирование изображений на жесткий диск компьютера. Редактирование изображений производится с помощью растрового графического редактора.

Цифровое видео Цифровые видео камеры позволяют снимать видеофильмы непосредственно в цифровом формате. Цифровое видео – последовательность кадров, сохраняется в видео камере на магнитной кассете. Цифровая камера подключается к DV-порту компьютера. В процессе запуска программы цифрового видеомонтажа производится захват и копирование видео на жесткий диск компьютера. В процессе захвата программа цифрового видеомонтажа разбивает изображение на сцены. В процессе захвата и сохранения видеофайла производится его сжатие, с целью уменьшения объема информации. Форматы видеофайлов – AVI, MPEG.

Потоковое видео Для передачи видео в Интернет подключается WEB-камера к USB-порту компьютера. Используются потоковые методы сжатия – Real Video или Windows Media. Потоковое сжатие используется как для видео так и для звука.