Цветовые модели. Графический редактор Paint.

Графический редактор MS Paint

Создавать изображения можно различными способами (карандашами, фломастерами, красками, в тетради, альбоме, на холсте, а также в компьютере).

Раздел информатики, занимающийся проблемами создания и обработки на компьютере графических изображений, называется компьютерной графикой.

На заре своего развития компьютеры не обладали значительными художественными возможностями. В то время на экран можно было выводить только символы (буквы, цифры, специальные знаки). Но уже тогда люди пытались использовать компьютер в качестве художественного инструмента.

В настоящее время без компьютерной графики невозможно представить себе не только компьютерный, но и обычный, вполне материальный мир.

Компьютерная графика находит применение в самых разных сферах человеческой деятельности. В науке (визуализация строения вещества, векторных полей и других данных), в различных исследованиях, в медицине (компьютерная томография), в архитектуре, в моделирование одежды и обуви, спецэффекты кино, в мультипликации.

В зависимости от способа формирования изображений компьютерную графику принято подразделять на векторную, растровую и фрактальную.

Векторная графика это использование геометрических примитивов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники, для представления изображений в компьютерной графике. Программы, работающие с векторной графикой CorelDraw, Adobe Illustrator.

Векторная графика является объектной. Простейшими объектами являются: Точка, Линия, Отрезок прямой, Кривая второго порядка, Кривая третьего порядка, Кривая Безье. Все они задаются своими формулами

Векторные графические изображения являются оптимальным средством хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и пр.), для которых имеет значение сохранение четких и ясных контуров.

Векторные изображения формируются из объектов (точка, линия, окружность, прямоугольник и пр.), которые хранятся в памяти компьютера в виде графических примитивов и описывающих их математических формул.

Фрактальная графика это графические объекты, состоящие из фракталов. Программы работающие с фрактальной графикой Ultra Fractal, Art Dabbler

Фрактал (лат. fractus — дробленый) — термин, означающий геометрическую фигуру, обладающую свойством самоподобия, т.е. составленную из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком.

Фрактальная графика, как и векторная является вычисляемой, но отличается от неё тем, что никакие объекты в памяти ПК не хранятся. Изображение строится по уравнению.

Простейшим элементом является фрактальный треугольник.

Растровая графика представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Программы работающие с растровой графикой Adobe Photoshop, Paintshop, Paint.

Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая точка закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок.

Основным элементом растрового изображения является пиксель (pixel). Под этим термином часто понимают несколько различных понятий:

· отдельный элемент растрового изображения,

· отдельная точка на экране монитора,

· отдельная точка на изображении, напечатанном принтером.

Основной недостаток растровой графики состоит в том, что каждое изображения для своего хранения требует большое количество памяти. Простые растровые картинки, такие как копии экрана компьютера или черно-белые изображения, занимают до нескольких сотен килобайтов памяти. Детализированные высококачественные рисунки, например, сделанные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью, занимают уже десятки мегабайтов.

Другим недостатком растрового представления изображений является снижение качества изображений при масштабировании.

Рисовать в компьютере можно, используя специально предназначенную для этого программу – графический редактор.

Растровое изображение хранится с помощью точек различного цвета (пикселей), которые образуют строки и столбцы. Каждый пиксель имеет определенное положение и цвет. Хранение каждого пикселя требует определенного количества битов информации, которое зависит от количества цветов в изображении.

Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

Качество растрового изображения зависит от размера изображения (количества пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые можно задать для каждого пикселя.

16x16=256 пикселей

для хранения каждого пикселя необходим 1 бит

Объем рисунка = 256 бит

256 бит = 32 байта

Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.

Форматы графических файлов

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

Некоторые форматы графических файлов являются универсальными, так как могут быть обработаны большинством графических редакторов. Некоторые программы обработки изображений используют оригинальные форматы, которые распознаются только самой создающей программой. Преимущество оригинальных форматов файлов состоит в том, что они позволяют сохранять изображения при меньшем размере файла

Bit MaP image (BMP) — универсальный формат растровых графических файлов, используется в операционной системе Windows.

Tagged Image File Format (TIFF) — формат растровых графических файлов, поддерживается всеми основными графическими редакторами. Включает в себя алгоритм сжатия без потерь информации.

Graphics Interchange Format (GIF) — формат растровых графических файлов. Включает алгоритм сжатия без потерь информации. Рекомендуется для хранения изображений с ограниченным количеством цветов. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Portable Network Graphic (PNG) — формат растровых графических файлов, аналогичный формату GIF. Рекомендуется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Joint Photographic Expert Group (JPEG) — формат растровых графических файлов, который реализует эффективный алгоритм сжатия (метод JPEG) для отсканированных фотографий и иллюстраций. Алгоритм сжатия позволяет уменьшить объем файла в десятки раз, однако приводит к необратимой потере части информации. Используется для размещения графических изображений на Web-страницах в Интернете.

Windows MetaFile (WMF) — универсальный формат векторных графических файлов для Windows-приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery.

Encapsulated PostScript (EPS) — формат векторных графических файлов. Рекомендуется для печати и создания иллюстраций в настольных издательских системах.

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

 

Цветовая модель RGB

Цветовая модель RGB строится по принципу сочетания Красного (Red), Зеленого (Green) и Синего (Blue) различных яркостей. В режиме RGB осуществляется сканирование изображений, эта же модель положена в основу конструкции экрана монитора.

Эта модель соответствует восприятию цветов человеческим глазом. В человеческом глазе расположены рецепторы трех видов, каждый из которых наибольшим образом реагирует на соответствующую длину волны — эти длины соответствуют красному, зеленому и синему цветам. Рецепторы передают мозгу информацию, позволяющую идентифицировать цвет. Но для корректного преобразования цветного изображения в изображение в градациях серого эта модель не подходит. Попробуем объяснить, на чем основано данное утверждение.

Изображение в режиме RGB можно представить в виде треугольной поверхности. По углам цветовой модели три ее составляющие - Красный (Red), Зеленый (Green) и Синий (Blue). По периметру цветовой модели изображения ни одна из составляющих не вносит свой вклад в композитный вид изображения - если ни одна из составляющих не присутствует, получается черный. Чем ближе к центру, тем выше яркостные значения каждой составляющей, пока в центре не достигается абсолютно белый цвет.

Когда красный, зеленый и синий представлены в пикселе в одинаковых количествах, получается оттенок серого. Чем это количество больше, тем оттенок серого светлее (ярче). Таким образом, регулируя яркость, вы задаете нейтральный оттенок цвета, смещаясь к или от центра модели. Если цветовые составляющие представлены в пикселе в неравных количествах, вы видите цвет. Цветовой тон цвета определяется соотношением цветовых составляющих, представленных в данном цвете. Те, кто сталкивался с таким пакетом как Paint, наверняка наблюдали данную модель (да и все остальные тоже) "в действии".

 

Цветовая модель CMYK.

В полиграфии используются не световые лучи, как в мониторах, а краски, которые не излучают, а поглощают цвета. Например, если смешать красный и зелёный световые лучи, получится жёлтый цвет. Если смешать красную краску (то есть ту, которая поглощает все лучи, кроме красного) и зелёную (поглощающую все лучи, кроме зелёного), то в результате должен получиться чёрный цвет.

В соответствии с чистой моделью поглощения цветов (называется цветовая модель CMY) чёрный цвет должен бы получиться путём смешивания бирюзового, пурпурного и жёлтого. Однако получать чёрный цвет таким образом в полиграфии оказалось неудобно. При использовании натуральных пигментов чисто чёрный цвет получить очень сложно. Поэтому был введён ещё один основной цвет - чёрный, который в цветовой модели CMYK обозначается буквой K от англ. слова Key - основной. В полиграфии от чёрного цвета зависит общая резкость оттисков, что играет очень важную роль.

Первичные цвета: красный, синий, жёлтый (three 'primary' pigments of red, blue and yellow) называются CMY системой (Cyan, Magenta,Yellow or CMY system).

CMY цветовой пространство. Эта модель представляется в виде трёхмерной системы координат. Каждая координата представляет вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от нуля до максимального значения. В результате получается куб, внутри которого "находятся" все цвета, образуя CMY цветовое пространство.

Интенсивность каждого цвета измеряется в процентах от 0 до 100 %. Нулевое значение означает, что поглощения нет вообще, а 100 означает полное поглощение.

Пример обозначения в цветовой модели CMYK: С 40; M 100; Y 0; K 45.

Примечание:

C - Cyan (Голубой), M - Magenta (Пурпурный), Y - Yellow (Жёлтый), K - Black (Чёрный). От слова "Black" была взята последняя буква. Модели RGB и CMYK связаны между собой. Однако взаимные переходы между моделями друг в друга (конвертирование) никогда не происходят без потерь.

CMYK цветовое пространство представляет собой разновидность CMY модели. Добавление чёрной краски (Cyan, Magenta, Yellow и BlacK) добавило в название четвёртую букву CMYK.

ГРАФИЧЕСКИЙ РЕДАКТОР – программа, осуществляющая работу с графической информацией, позволяющая создавать и редактировать изображения на экране компьютера: рисовать линии, раскрашивать области экрана, создавать надписи различными шрифтами, обрабатывать изображения и т.д.

Графический редактор Paint – простейший графический редактор, предназначенный для создания и редактирования растровых графических изображений в основном формате Windows (BMP) и форматах Интернета (GIF и JPEG). Он приемлем для создания простейших графических иллюстраций, в основном схем, диаграмм и графиков, которые можно встраивать в текстовые документы; в Paint можно создавать рекламу, буклеты, объявления, приглашения, поздравления и др.

Основные возможности Paint

Проведение прямых и кривых линий различной толщины и цвета.

Использование кистей различной формы, ширины и цвета.

Построение различных фигур - прямоугольников, многоугольников, овалов, эллипсов - закрашенных и не закрашенных.

Помещение текста на рисунок.

Использование преобразований - поворотов, отражений, растяжений и наклона.

В распоряжении имеются различные средства и инструменты для “художественного” творчества – палитра цветов, кисть, аэрозольный баллончик, ластики для стирания, “карандаши” для рисования геометрических фигур (линий, прямоугольников, эллипсов, многоугольников). Редактор позволяет вводить тексты, и богатый набор шрифтов из комплекта Windows дают возможность выполнять на картинках эффектные надписи. Имеются и “ножницы” для вырезания фрагментов картинки, - вырезанный элемент можно переместить, скопировать, уменьшить, увеличить, развернуть и т.д.

Часто редактор используется для создания скриншотов. Для этого необходимо открыть требуемый рисунок, затем на клавиатуре нажать клавишу PrintScreen, в результате чего содержимое экрана вместе с рисунком будет сохранено в буфере обмена. Чтобы поместить в буфер обмена активное окно можно нажать клавиши Alt + PrintScreen. Далее необходимо запустить Paint, и в меню Правка выбрать команду Вставить, в окне Paint появится содержимое экрана или активное окно.