Основы компьютерной графики

1.3. Векторная графика

Векторное представление изображения кардинально отличается от растрового.Его принцип состоит в том, что описываются только основные точки изображения, а все промежуточные достраиваются между ними по определенным математическим законам. Например, если необходимо нарисовать отрезок прямой, можно указать только координаты концов отрезка, а также сделать пометку о том, что соединяющая их линия — прямая. Для описания окружности достаточно задать ее центр, указать радиус и сделать пометку "окружность". Аналогичным образом кодируются цвет объекта, толщина линий и др. В таком виде информация хранится в файле, а когда необходимо отобразить графический элемент — на мониторе,бумаге или другом носителе, — устройство вывода автоматически построит элементы изображения в соответствии с инструкциями (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Описание прямоугольника на языке PostScript (а) и его отображение на экране (б)

Кривые Безье

Для описания векторного графического объекта существует множество способов.Самый удобный и распространенный из них это так называемые "кривые Безье",разработанные в 1968 году французским инженером-математиком Пьером Безье для решения узкоспециальной задачи — простого описания криволинейных фигур для машин по обработке листового металла. Способ оказался настолько удачным, что очень скоро завоевал популярность далеко за пределами инженерной графики.

Вкратце его суть сводится к следующему. Любая геометрическая фигура разбивается на несколько относительно простых участков, которые называются сегментами. Каждый сегмент начинается и заканчивается особой якорной точкой. В файле явно описываются координаты якорных точек, а также первая и вторая производная выходящего из них сегмента. Для человека, далекого от математики, предыдущая фраза звучит загадочно, но на деле все очень просто и наглядно. На рис. 1.5 показан фрагмент кривой Безье.

Якорные точки — это маленькие белые квадратики (1), из которых выходят вспомогательные прямые отрезки (2). Эти отрезки называются направляющими линиями. Каждая направляющая заканчивается черной точкой — маркером (3), ее длина и направление соответствуют первой и второй производной. Однако сидеть с калькулятором в руках и вспоминать курс дифференциального исчисления вам не придется. Если вы захотите изменить форму сегмента, достаточно потянуть за маркер соответствующей направляющей.

Рис. 1.5. Фрагмент кривой Безье

Растрирование и векторизация

Основные векторные форматы

Первым популярным форматом для представления векторной графики следует считать HPGL, разработанный компанией Hewlett-Packard для семейства своих плоттеров. Плоттер (графопостроитель) — это устройство для нанесения изображения на бумагу. Его перо в каждый заданный момент может двигаться только по прямой, поэтому объекты в HPGL разбивались на отрезки и в таком виде записывались в файл. Способ оказался весьма простым и эффективным, хотя и громоздким. HPGL в измененном и усложненном виде существует и в настоящий момент.

Однако сегодня наибольшее распространение получили другие, более совершенные форматы представления векторной графики.

Каждый уважающий себя разработчик программы векторной графики считает своим долгом создать собственный формат представления данных. Хотя в основе каждого из них лежит все та же идея кривых Безье, конкретные варианты могут настолько отличаться друг от друга, что сейчас достаточно остро встает проблема совместимости форматов.

CDR (CorelDRAW)

Основной формат программы CorelDRAW. Способен хранить не только элементы векторной графики, но и точечные изображения, текст, эффекты и многое другое.

Если вы хотите добиться максимальной совместимости файлов в формате CDR с другими программами (например, с программами для верстки), сохраняйте работы в формате более ранних версий программы, допустим, восьмой.

Adobe PostScript

В настольных издательских системах фактически является стандартом отрасли.Первоначально он был разработан как язык представления страницы для высококачественных выводных устройств (лазерных принтеров и фотонаборных автоматов), но сегодня широко применяется и в программах верстки, и в графических пакетах. Использует как векторный, так и растровый способы записи информации.

Последняя версия языка PostScript (Level 3) позволяет работать с такими сложными эффектами, как прозрачность, печать уровня Hi-Fi (в том числе Pantone Hexochrome), поддерживает 4096 градаций каждого цвета и т. д.

Существует несколько разновидностей PostScript, самый известный из которых —EPS (Encapsulated PostScript). Другой, бурно развивающийся сегодня вариант языка, — PDF (Adobe Portable Document Format) — формат программы Adobe Acrobat.

По сути, он представляет собой упрощенную и оптимизированную версию PostScript.Документ Adobe Illustrator также является PostScript-файлом.

DXF (Drawing eXchange Format)

Предназначен для использования в системах автоматизированного проектирования, прежде всего AutoCAD. В DXF реализованы многие возможности, отсутствующие в большинстве других форматов, например, хранение трехмерных объектов.

WMF (Windows MetaFile)

Изначально был создан для обмена данными между Windows-приложениями.Вполне подходит для использования в программах офисного уровня, но слишком примитивен для того, чтобы применяться в настольных издательских системах.

Более функциональный вариант WMF, который появился вместе с Windows 95 и называется EMF (Enhanced MetaFile), так и не получил широкого распространения.

PICT

Аналог формата WMF для платформы Macintosh. Имеет все те же недостатки, что и его аналог в Windows, умноженные на малую распространенность компьютеров Apple.

1.4. Введение в графический дизайн

Основы

В данном разделе мы поговорим о дизайне. Не об умении рисовать или составлять композиции — для этого достаточно наличия таланта и вкуса. И тем более мы не коснемся специфики работы ни в одном графическом пакете (хотя многие пользователи, немного изучив CorelDRAW, уже называют себя дизайнерами).

Поговорим о дизайне как о науке. Причем о науке точной, с четко сформированными правилами и аксиомами, заблуждениями поколений и откровением единиц.

Вы не станете дизайнером, только прочитав эту лекцию. Однако мы надеемся, что вы поймете главное: если что-то сделано хорошо, оно сделано хорошо по объективным причинам, и уже другой вопрос, благодаря чему пришел к этому создатель работы — своему таланту или теоретическим знаниям.

Мы хотим, чтобы читатель понял: стать дизайнером можно и не имея художественного таланта, но для этого нужно четко понимать определенные правила, по которым человек знает "что такое хорошо и что такое плохо"

Мы будем говорить о таких понятиях, как размер, форма, цвет, текстура, размещение и шрифт, композиция.

Попробуем сформулировать, чем может быть обоснован выбор и, особенно, отказ от выбора. Вы поймете, что часто вариантов не так мало, удачных же из них — единицы.

Также мы попытаемся описать основные ошибки, которые делают начинающие дизайнеры, и заблуждения, которые есть у большинства их старших коллег.

Размер

Однако размер — понятие относительное. Мы воспринимаем его не как 20 см, 3 м,5 км, а как "миниатюрный", "средний", "большой", "огромный", "колоссальный".

Все основано на ощущениях, которые испытывает человек, а человеческое восприятие очень гибко.

Когда мы рассматриваем миниатюру на брошке, наши понятия о большом и маленьком будут совсем другие, чем когда мы будем смотреть на огромную картину.

Подбирая размер конкретного объекта в составе работы, нужно думать о том, что в целом композиция несет некую идею (вообще, основная задача современного дизайна — максимально эффективно донести информацию или эмоции до потребителя). Поэтому, например, в рекламе сотового телефона нужно выделить именно сотовый телефон.

Рис. 1.6. Выделить объект в композиции можно не только крупными размерами,но и наоборот

Именно поэтому объект, хорошо "работающий" в одной композиции, иногда не смотрится в другой композиции без "подгонки" размеров. Причем, "подгоняя" размеры, нужно доверять не только глазам (профессионалы знают, как обманчива информация, получаемая зрением), но и своим знаниям о влиянии формы, текстуры и цвета на восприятие размера.