Пм01 Разработка художественно – конструкторских (дизайнерских ) проектов промышленной продукции, предметно-пространственных комплексов
(Пм01)

ГБОУ СПО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Е.В. Иванкова

Основы компьютерной графики.

Учебно- методическое пособие

ВОЛГОГРАД 2013


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Разработка художественно-конструкторских (дизайнерских) проектов

промышленной продукции, предметно-пространственных комплексов

МДК.01.02. Основы проектной и компьютерной графики

Тема 01.2.5. Основы компьютерной графики: учебное пособие \ Е.В. Иванкова- Волгоград : ГБОУ СПО ВТК, 2013.-

Учебное пособие охватывает вопросы организации и проектирование компьютерной графики в рамках будущей профессии дизайнеров.

Учебное пособие представляет собой курс лекций в которых изложены вопросы изучения основ компьютерной графики, проводиться подробный

анализ ее видов, возможность использования компьютерной графики для создания различных проектов, обработки и коррекции изображений, построение макетов, а так же использование средствкомпьютерной графики в будущей профессиональной деятельности дизайнеров.

В данном пособии содержатьсякурс практических заданий и подробные методические указания к их выполнению, а так же тестовые и контрольные задания, которые позволят получить Вам навык работы в компьютерной графики.

Основными целями учебного пособия являются знакомство обучающихся с теоретическими основами компьютерной графики и обучение их простейшим приемам создания, коррекции и оптимизации графических изображений для наглядных и дидактических материалов, используемых в профессиональной деятельности на основе векторной и растровой графики.

Курс ориентирован на специальность Дизайн (по отраслям)

Введение

Компью?терная гра?фика (также маши?нная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как для синтеза (создания) изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира.

Компьютерная графика – это сложное понятие, вобравшее в себя множество родственных понятий на протяжении долгого развития вычислительной техники и её графических возможностей, начавшееся в 1960-е года и активно продолжающееся в наше время.

Наибольший толчок развития компьютерная графика получила на этапе изобретения монитора - средства вывода информации на дисплей.

В компьютерной графике применяются очень сложные технологии, в основу которых входят алгоритмы, глубоко использующие некоторые области высшей математики и её различные приложения.

Представление в компьютере графической информации. Векторная и растровая графика.

Чаще всего при работе с изображениями и фотографиями мы имеем дело с двумерной графикой, которую по способу создания и представления графической информации разделяют на растровую, векторную и фрактальную графику.

Люди самых разных профессий применяют компьютерную графику в своей работе. Это — исследователи в различных научных и прикладных областях, художники, конструкторы, специалисты по компьютерной верстке, дизайнеры, разработчики рекламной продукции, создатели Web-страниц, авторы мультимедиа-презентаций, медики, модельеры тканей и одежды, фотографы, специалисты в области теле- и видеомонтажа и др. Как правило, изображения на экране компьютера создаются с помощью графических программ.

Желаем удачи!

Содержание

Введение 3

1. Основныепринципы работы программы AdobePhotoshop5

2. Модели цвета. 14

3. Свойства рисующих инструментов16

4. Использование слоев. 19

5. Работа с текстом. 31

6. Работа в программе AdobePhotoshop39

7. Модели цвета, работа с градиентом50

8. Работа с текстом53

9. Работа с фильтрами64

10. Практические задания69

11. Тестовые задания75

12. Контрольные вопросы95

Список литературы98

1. Основныепринципы работы программы AdobePhotoshop

Adobe Photoshop- версия легендарного графического редактора. Сам перевод названия программы "Фотомагазин" говорит о том, что это программа для фотографов. Программное обеспечение Adobe Photoshop, соответствует мировым стандартам, позволяет создавать профессиональные изображения на высшем уровне. В новой версии вы сможете рисовать реалистичные иллюстрации, быстро создавать эффектные изображения HDR, устранять шумы, добавлять зернистость и настраивать виньетирование с помощью самых современных инструментов для обработки фотографий.

Разрешение изображения

Растровые изображения формируется из совокупности крошечных элементов, называемых пикселями. Пиксель является основным кирпичиком растровых изображений и это единица принята в компьютерной графике, подобно тому, как метр, килограмм и литр приняты для измерений в повседневной жизни.

Количество пикселей в изображении определяет его разрешение. Пиксели часто называют точками, тогда разрешение измеряется в dpi (dot per inch), то есть в количестве точек на дюйм.

В компьютерной литературе существует путаница в терминах и некоторые из авторов разрешение мониторов измеряют в dpi (dot per inch), сканеров в ppi (pixel per inch) - пиксель на дюйм, а принтеров в lpi (line per inch) - линий на дюйм. Другие же авторы книг разрешение любого изо aliражения, не зависимо от способа его получения измеряют только в dpi.

Если вдуматься, то становится очевидным, что чем выше разрешение, тем большее количество пикселей содержит изображение и тем большим количеством деталей (то есть - качеством) такое изображение характеризуется. С другой стороны, более высокое разрешение изображение прямо связано с большим размером файла такого изображения. Поэтому установка величины разрешения зависит от целей и задач компьютерного художника и для конкретной работы будет разной. Например, веб-дизайнеры обычно работают с изображениями 72-96 dpi, в то время как полиграфисты предпочитают разрешения изображений от 300 dpi и выше (рис. 1.1).

Основы работы в Adobe Photoshop CS5

Рис. 1.1. Изображение высокого разрешения слева (файл 977 Кб) и низкого разрешения справа (файл 41 Кб)

Разрешение изображения, полученное с помощью программной интерполяции всегда хуже реального (физического) разрешения, так как искусственное добавление пикселей снижает качество изображения (происходит потеря мелких его деталей). Иначе говоря, чем сильнее трансформируется изображение, тем больше оно деградирует.

Форматы графических файлов

Способ организации информации в графическом файле носит название его формата. Наряду с разрешением, формат файла также имеет отношение к качеству цифрового изображения. Поэтому знание файловых форматов и их возможностей является одним из важных моментов работы с компьютерной графикой в любом из ее направлений.

Все множество форматов, используемых для записи изображений, можно условно разделить на две категории:

• хранящие изображение в растровом виде (BMP, TIFF, PSD, JPEG, PNG, GIF);

• хранящие изображение в векторном виде (WMF, EPS, CDR, AI и другие).

Какому формату отдать предпочтение? Все зависит от ваших целей и задач. Самая общая рекомендация заключается в том, что лучше сохранять результаты работы в формате, который является родным для используемой вами программы. Например, в Photoshop это *.PSD, а в CorelDRAW это *.CDR.

Особенности растровой графики

Растровая графика представляет изображения в виде массива (матрицы) цифр. Поэтому при большом увеличении все точечные изображения выглядят как мозаика (сетка), состоящая из мельчайших ячеек. Сама сетка получила название растровой карты (bitmap), а ее единичный элемент (как уже отмечалось ранее) называется пикселем. Поскольку пиксели малы, то границы между ними незаметны и глаз воспринимает пиксельную мозаику как одно целое изображение. Тем не менее, при увеличении растрового изображения (и это один из недостатков растровой графики) точечная структура растрового изображения становится очевидной. Дело в том, что при масштабировании растровых изображений возникают характерные ступенчатые искажения (aliasing). В большинстве растровых редакторов эту лесенку удается частично убрать за счет специальных приемов (anti-aliasing), но качество картинки от этого заметно снижается. Этот эффект особенно сильно проявляется при использовании растровых шрифтов (расширение FON), которые, в отличие от векторных (с расширением TTF) при увеличении становятся нечеткими (рис. 1.5).

Основы работы в Adobe Photoshop CS5

Рис. 1.5. Aliasing растрового шрифта при его масштабировании

Говоря о достоинствах и недостатках растровой графики, следует заметить следующее. По своей сути все окружающие нас объекты человек видит на растровой основе: вряд ли кто воспринимает утренний туман над рекой как набор математических формул (векторов). Поэтому одним из достоинств растровой графики является простота ее понимания, восприятия человеком, а также простота оцифровки подобной информации аппаратными средствами - сканером, цифровой фотокамерой, монитором, принтером.

Однако растровые графические файлы очень объемны и тяжелы: как только вы попытаетесь отсканировать любую фотографию с максимальными разрешением и глубиной цвета, тут же эта картинка потребует для своего сохранения целый лазерный диск. Другой недостаток: при попытке повернуть растровый рисунок на некоторый угол четкие линии превращаются в ступеньки. То есть любые трансформации (повороты, масштабирование, наклоны) в точечной графике не бывают без искажений. То же относится и к тексту.

Растровые форматы

Растровый файл представляет собой таблицу (bitmap), в каждой клетке которой установлен пиксель. Как правило, растровые форматы, предназначены для вывода на экран (не на печать), что актуально, например, в веб-дизайне. Растровые форматы отличаются друг от друга способностью нести дополнительную информацию (цветовые модели, каналы, слои, анимацию) и имеют различные возможности их сжатия.

BMP

Формат BMP (от слова bitmap) - это родной формат для графического редактора MS Paint. Он поддерживается всеми графическими редакторами, работающими под управлением операционной системы Windows. Может хранить данные только в цветовой модели RGB, не сохраняет в заголовке данные о разрешении файла, поэтому невозможно задать геометрию изображения (как, например, в TIFF). Из-за этих ограничений неприменим в полиграфии, и поддержка его осуществляется для совместимости со старыми программами и для конвертирования данных для других (не полиграфических) нужд. Предоставляет возможность применения сжатия информации по алгоритму RLE.

Примечание

Метод сжатия RLE (run length encoding - кодирование с переменной длиной строки) является одним из простейших. В основе его принципа действия заложен механизм поиска одинаковых пикселов в одной.

TIFF

Формат TIFF (tagged image file format, TIF) является одним их самых распространенных среди известных в настоящее время форматов. Ему доступен весь диапазон цветовых моделей - от монохромной до RGB и CMYK. Он был разработан совместно фирмами Aldus Corporation и Microsoft как универсальный открытый формат, допускающий модификации. Поэтому файл TIF-формата, созданный на IBM PC или совместимом компьютере, поддерживается операционной системой Macintosh и большинством Unix-подобных платформ. Он также поддерживается практически всеми основными пакетами растровой и векторной графики, программами редактирования и верстки текста. На сегодняшний день формат TIF является лучшим выбором при импорте растровой графики в векторные программы и издательские системы. Формат TIF поддерживает ряд дополнительных функций:

• использование дополнительных каналов (хранение альфа-каналов или каналов масок);

• использование сжатия. Это свойство позволяет уменьшать размеры файла до 50% от исходного с помощью LZW алгоритма сжатия, выполняемого практически без потери информации;

• возможности выполнения предварительного цветоделения. Данная функция реализуется путем записи результатов цветоделения в отдельный файл в цветовой модели CMYK, что упрощает последующую процедуру размещения файла изображения на странице и выводе документа на печать.

Метод сжатия LZW (Lempel-Ziv-Welch) сжимает данные путем поиска одинаковых последовательностей во всем файле. Затем выявленные последовательности сохраняются в таблице, где им присваиваются более короткие маркеры (ключи).

PSD

PSD (Adobe Photoshop document) - это родной формат программы Adobe Photoshop. PSD позволяет сохранять изображеньзе с массой дополнительных атрибутов, включих все, что может сделать Photoshop. Хранит графическую информацию в самых различных форматах и цветовых моделях, сохраняет информацию о разрешении и габаритных размерах изображения, а также может хранить альфа каналы, маски и обтравочные контуры. Можно задавать произвольные цветовые модели (Duotone, Triotone, Quadrotone...). Хранит прозрачность и слои, а также векторные данные (Shape в новых версиях пакета). Структура данных в этом формате подразумевает безусловную компрессию по алгоритму, подобному LZW (без потерь качества). Поэтому сохранение и открытие файла в этом формате происходит несколько дольше, чем открытие несжатого аналога, и требуется больше памяти. Формат файла считается одним из стандартных форматов и используется всеми продуктами линейки Adobe, но не является кросс-платформенным или полностью переносимым и универсальным.

GIF

GIF (Graphics Interchange Format) - использует 8-битовый цвет и эффективно сжимает сплошные цветные области, при этом сохраняя детали изображения. Количество цветов в изображении может быть от 2 до 256, но это могут быть любые цвета из 24-битной палитры. Файл в формате GIF может содержать прозрачные участки. Если используется отличный от белого цвета фон, он будет проглядывать сквозь "дыры" в изображении. Поддерживает покадровую смену изображений, что делает формат популярным для создания баннеров и простой анимации. Для получения цветов, которые отсутствуют в палитре, возможно применение рассеивания (dithering), наложения периодической структуры (patttern) и домешивания шума (noise). GIF формат хранит изображения в цветовой модели RGB, заданные как индексированные цвета (Indexed color в Photoshop). При сохранении файла используется неухудшающая качество выходного изображения RLE или LZW-подобная компрессия.

JPEG

Joint Photographic Experts Group (*.JPEG, *.JPG) - формат для хранения растровых данных в цветовых моделях Grayscale, CMYK, RGB. Поддерживает сохранение информации о геометрических размерах изображения. Не поддерживает альфа-каналы. Также позволяет сохранять в изображении данные обтравочных контуров, которые используются для удаления нежелательного фона из изображения, при помещении его в верстку. Изображения в этом формате сжимаются по специальному алгоритму, который позволяет уменьшать размер выходного файла в 3, 5 и более раз. Однако, сжатие данных по этому алгоритму добавляет в изображение искажения, которые являются необратимыми и при многократном повторном сохранении данных в этом формате заметно ухудшают качество изображения. При сохранении данных существует компромисс между размером выходного файла и его качеством. Существует разновидность сжатия по алгоритму JPEG - Progressive JPEG, который сохраняет изображение в несколько этапов - в начале в самом низком разрешении, затем в более высоком и так до максимального. При сохранении файлов в формате JPEG всегда стоит выбирать максимальный уровень качества, и не хранить в этом виде рабочие или промежуточные файлы. Искажения, добавляемые компрессией JPEG, проявляются в виде кубической структуры или характерных "грязных" точек в местах контрастных переходов цветов. Особенно это заметно при поканальном просмотре изображения. Количество цветов в изображении - около 16 миллионов, что вполне достаточно для сохранения фотографического качества изображения.

PNG

PNG (portable network graphics) - данный формат был специально разработан для Сети. Предполагалось, что новый формат PNG сможет заменить GIF. В формате PNG реализовано: компрессия без потерь (в отличие от JPEG), чересстрочная загрузка interlacing и прозрачность фона - transparency, (как в GIF, правда, чересстрочность в PNG - 7-ми уровневая), передача цвета с глубиной цвета до 48 бит на пиксель плюс альфа-канал и гамма-индикатор. PNG реализует открытый, незапатентованный алгоритм сжатия данных, дающий, тем не менее, лучшие результаты, чем GIF. В отличие от GIF с его максимум 256 цветами, PNG позволяет хранить полноцветные изображения с 24 и даже 48 битами на пиксел. PNG реализует гораздо более эффективный алгоритм чересстрочности (которую в данном случае правильнее было бы называть "через-пиксельностью"). Достаточно сказать, что первый проход, дающий общее представление об изображении, занимает в PNG не одну восьмую исходного файла, как в GIF, а всего лишь одну шестьдесят четвертую - и тем не менее распознаваемость картинки при этом заметно лучше. PNG позволяет хранить полную информацию о степени прозрачности в каждой точке изображения в виде так называемого альфа-канала. Каждый пиксел PNG-файла, вне зависимости от его цвета и местоположения, может иметь любую градацию прозрачности - от нулевой (полная непрозрачность) до абсолютной невидимости. Одним из недостатков нового формата PNG явилась невозможность хранить несколько изображений в одном файле и создавать что-либо похожее на GIF- анимацию. Хоть и существуют специальные форматы, которые позволяют хранить не только анимацию, но и звуковое сопровождение к нему (форматы AVI, MPEG и другие), однако размер получившихся файлов этих форматов оказывается больше, чем у анимации, созданной в формате GIF (пусть и с чуть худшим качеством).

Векторные графические форматы

Векторы представляют собой математическое описание объектов относительно точки начала координат. То есть, чтобы компьютер нарисовал прямую линию, нужны координаты двух точек, которые связываются по кратчайшему пути. Для рисования дуги кроме координат двух точек необходимо задать еще и радиус и т. д. Таким образом, векторная иллюстрация - это набор геометрических примитивов. Большинство векторных форматов могут также содержать внедренные в файл растровые объекты или ссылку на растровый файл (технология OPI).

WMF

Windows MetaFile, Enhanced Metafile (*.WMF, *.EMF) использует графический язык Windows и является ее родным форматом. Данный формат широко используется в офисных пакетах типа MS Office, где все клипарты (которых свыше 50 тысяч) сохранены именно в нем. Можно хранить информацию следующего характера: узлы, кривые Безье, заливки, обводки. Предназначен для передачи векторных рисунков через буфер обмена (clipboard). Этот формат понимается практически всеми программами Windows, так или иначе связанными с векторной графикой. Однако, несмотря на кажущуюся простоту и универсальность, пользоваться форматом WMF стоит только в крайних случаях, так как формат WMF искажает цвет и не поддерживает ряда параметров, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах. Кроме того, он не может содержать растровых объектов и не понимается очень многими програки?мами на Macintosh.

AI

Adobe Illustrator Document - роднойформатфайладляпакета Adobe Illustrator. Может содержать в себе как растровую, так и векторную информацию в цветовых моделях RGB и CMYK и, по сути, представляет из себя документ в формате PostScript с дополнительной информацией, специфичной для пакета верстки. Версии документов обратно совместимы, т.е. в пакете более новой версии всегда можно открыть документ, созданный в более старом пакете, но не наоборот. При сохранении файла а этом формате в его заголовок добавляется его уменьшенная копия для предварительного просмотра в формате TIFF или PICT (Preview). При сохранении файлов в данном формате можно указать версию пакета, в котором предполагается его открытие (по умолчанию - текущая версия или последняя версия сохранения), а также указать, нужно ли включать в состав сохраняемого файла все помещенные растровые объекты, или просто оставить ссылки на них (links). В первом случае размеры файла могут быть весьма значительными. Формат файла хорошо совместим во всех пакетах фирмы Adobe.

<