1.Введение в компьютерную графику — растр против. вектор

Прежде чем мы начнем, полезно знать, что определение «компьютерная графика» является очень относительным термином, и мы можем встретить разные его определения. Однако в целом это область компьютерных технологий, которая занимается созданием и редактированием графической информации.

Его использование быстро растет, особенно на персональных компьютерах, в эпоху увеличения производительности процессоров и общего увеличения производительности компьютеров. Компьютерная графика всегда была областью, требующей высокой производительности компьютера.

Каждый из нас сталкивался с компьютерной графикой. Обычный человек не может не сталкиваться с компьютерной графикой в ​​течение дня. Все печатные материалы, газеты, журналы и рекламные щиты перед публикацией должны были пройти ретушь и редактирование на ПК.

Но бывает не только статическая графика, можно встретить и компьютерную графику на телевидении или в кинотеатре. Это называется постпродакшн или (реже) телевизионная графика.

Чаще всего мы сталкиваемся с компьютерной графикой при рисовании растровой графики. Кстати, в растровой графике вы столкнетесь с термином «краска», а в векторной — «рисование». Но об этом мы поговорим в другой раз. Иногда мы видим, как наши родственники показывают коллажи из отпуска. Это также считается компьютерной графикой. И, конечно же, в каждом офисе есть текстовый процессор (не путать с текстовым редактором!). Потому что это не обычный текст, это еще и результат компьютерной графики.

Программы DTP используются для профессионального набора текста, но об этом чуть позже.

Ретушь изображений важна в маркетинге. Все, наверное, знают, какое волшебство Photoshop может сделать с моделями на обложках популярных журналов. Веб-дизайнеры работают с файлами CSS (каскадными таблицами стилей), чтобы оживить простой текст на веб-страницах.

Еще одно направление — создание 3D или 4D (анимационной) графики. И когда мы говорим об анимации, мы должны упоминать не только анимированные GIF-файлы или флеш-анимации, но и анимационные фильмы и сериалы. Так называемые CAD и CAM используются для проектирования, проектирования и моделирования. Если быстро подумать о других областях, то можно упомянуть, например, имитационную графику, ГИС-системы, игровую индустрию, область виртуальной реальности, визуализацию данных и т. д.

В заключение хотелось бы разделить компьютерную графику на три направления. Первыми будут «Цифровая фотография», «Живопись/рисование и редактирование изображений» и «Создание документов и электронных таблиц». Как я указал выше, последнее направление тоже относится к компьютерной графике, хотя на первый взгляд это может показаться странным.

Такой распространенный для пользователя способ обработки своих изображений прост. Во-первых, он получает их на ваш компьютер. Для этого он использует, например, цифровую камеру или сканер. Цифровая информация (данные) об изображении пересылается с него и сохраняется в памяти компьютера.

В большинстве случаев изображение редактируется в графическом редакторе на компьютере. Что пользователь в конечном итоге сделает с результатом, полностью зависит от него. В качестве примера можно привести запись на компакт-диск, печать на фотолабе или принтере, обмен в Интернете и т. д.

Современные компьютеры могут достаточно хорошо хранить графическую информацию. Для этого они используют два метода. Первая называется растровой графикой, вторая называется векторной графикой. Нельзя сказать, что один из них лучше другого. Разница между ними заключается в том, что каждый используется для разных целей. Как я указывал ранее, термин «paint» используется для растровой графики, а рисовать «draw» — для векторной графики.

Растровая графика состоит из пикселей. По сравнению с векторной графикой это более простой, но требующий больших объемов данных метод. Используется для представления дискретного (цифрового, прерывистого) изображения. Таким образом, изображение состоит из множества мелких точек. Каждая из этих точек имеет свое положение (координаты). Отсюда и название «битмап».

Растровая графика в основном используется в фотографиях или изображениях, нарисованных цифровым способом (например, в программе Paint). Так что он подходит для записи реалистичного изображения (отсканированные фотографии, фотографии с цифрового фотоаппарата, портреты и другие изображения и т. д.), целью является точное сохранение отснятой сцены в цифровом виде.

Векторная графика немного сложнее для понимания человеком (в отличие от компьютера). Он работает с информацией об изображении, как с математически заданными кривыми (векторами). Программы (например, Inkscape) хранят информацию с помощью математической записи вместе с некоторыми атрибутами: форма, цвет, толщина, заливка и т. д.

Например, кривая определяется опорными точками A и B и векторами, которые вычисляют точную форму линии между этими точками.

Создатель векторной графики обычно работает с большим количеством векторных объектов, которые можно расположить по-разному. Общая картина окончательно складывается из таких объектов. Для создания используются такие инструменты, как линия, кривая, текст, прямоугольник, эллипс, заливка или контур.

Объекты могут перекрываться (в слоях) в любом порядке, и после того, как вы их нарисовали, вы можете редактировать их позже, не затрагивая окружающие объекты.

Для базовой работы с растровой графикой рядовому пользователю в системе Windows поставляется программа Paint. Но, как вы наверняка знаете, этого недостаточно даже для чуть более продвинутого редактирования/творчества.

В этом случае вы можете воспользоваться Adobe Photoshop. Хотя это коммерческая программа, это профессиональная программа с действительно большими возможностями. В качестве замены можно использовать бесплатный Gimp. В качестве других примеров упомяну Zoner Photostudio и Corel PHOTO-PAINT.

Когда дело доходит до векторной графики, существует коммерческая версия Adobe Illustrator и бесплатная замена Inkscape. Еще Zoner Callisto (Чешская программа) или Corel DRAW. Вы также можете работать с векторными объектами в некоторых растровых редакторах (Photoshop, Gimp). В качестве примера, конечно, можно перечислить редакторы для технического черчения: AutoCAD, Inventor, SolidWorks и др.

В принципе, трехмерная графика основана на векторной графике. В нем только добавлено дополнительное измерение, пространственная ось Z. В программе моделирования из базовых форм формируются более сложные формы, затем они покрываются текстурой. Используется в игровой индустрии, виртуальной реальности, визуальных эффектах в киноиндустрии, рекламе, искусстве и т. д.

Оба типа хранения графической информации имеют свои недостатки, в результате чего возникает ситуация, когда оба способа совмещаются. Также существует процедура смены типа, т.е. растеризация (из вектора в растр) и векторизация (из растра в вектор). Проблема в качестве получаемого изображения после использования этих методов.

В следующий раз мы сосредоточимся на оптике и цветовых моделях, используемых в цифровой графике.