Анализ и исследование графических редакторов

     ВВЕДЕНИЕ

     Графические редакторы занимают среди программного обеспечения особое место. Это как  раз тот случай, когда требования к программному обеспечению дизайнеров-профессионалов и основной массы пользователей  не совпадают. При наборе текстов  и профессиональный писатель, и семиклассник, пишущий сочинение, выполняют одни и те же операции и предъявляют  к программе сходные требования. Другое дело - графика. Здесь большинству  рядовых пользователей требуется  совсем иное, нежели профессионалам. Ведь они используют для своей работы, как правило, уже готовые изображения. На первое место выступает возможность  быстрого просмотра имеющихся картинок, удобного преобразования из одного формата  в другой, простейших, интуитивно понятных манипуляций: масштабирование, яркость, контрастность, резкость, инвертирование, повороты и т. п. Благодаря компьютерной графики можно оформить Интернет страницу, создать рекламу или  просто редактировать собственные  домашние фото. Поэтому тема данной учебно-исследовательской работы очень актуальна в наше время. Ведь именно сейчас различного рода информация доносится до людей в основном через книги, газеты, журналы и другие печатные издания, и от того, как эта информация оформлена зависит массовый интерес к ней. [1]

     Целью данной работы является рассмотрение видов конкретных графических программ и области их принемения. И выяснить какие из программ на данный момент самые лучшие для пользователей, и для чего они предназначены. Данная работа имеет большую значимость, т.к. программы для обработки и просмотра изображение применяются во многих отраслях.

     Для обработки изображений на компьютере используются специальные программы - графические редакторы. Графический редактор - это программа создания, редактирования и просмотра графических изображений.

     Забегая вперед, скажем, что графические редакторы подразделяются на две категории: растровые и векторные. Они отличаются по способу  представления графической информации.

     Но  прежде чем приступить к более  подробному анализу графических  программ, следует ознакомиться с их  историей и классификацией. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1: История и понятие графических редакторов

1. Появление графических редакторов

        Компьютерная графика - это специальная  область информатики, изучающая  методы и средства создания  и обработки изображений с  помощью программно-аппаратных вычислительных  комплексов. Она охватывает все  виды и формы представления  изображений, доступных для восприятия  человеком либо на экране монитора, либо в виде копии на внешнем  носителе (бумага, киноплёнка, ткань  и прочее).  [2]

        Представление данных на мониторе  компьютера в графическом виде  впервые было реализовано в  середине 50-х годов  для больших ЭВМ, применявшихся в научных и военных исследованиях. С тех пор графический способ отображения данных стал неотъемлемой частью подавляющего числа компьютерных систем, в особенности персональных.

        В 1963 году американский учёный  Айвен Сазерленд создал программно-аппаратный  комплекс Sketchpad, который позволял  рисовать точки, линии и окружности  на трубке цифровым пером. Поддерживались  базовые действия с примитивами:  перемещение, копирование и др. По сути, это был первый векторный  редактор, реализованный на компьютере. Также программу можно назвать  первым графическим интерфейсом,  причём она являлась таковой  ещё до появления самого термина.

       В компьютерах первых поколений  форма представления результатов  решения задач была очень громоздкой  и не наглядной — необозримые  колонки чисел или огромные  таблицы. Очень часто, чтобы  облегчить восприятие этой информации, приходилось вручную строить  диаграммы, рисовать графики или  чертежи. Известно, что в графическом  виде информация становится более  наглядной, лучше воспринимается  человеком. 
     Поэтому возникла идея поручить компьютерам осуществлять графическую обработку информации. Так появились графопостроители (или плоттеры), с помощью которых компьютер смог рисовать графики, чертежи, диаграммы. Однако это был только первый шаг в компьютерной графике.

 
     Следующим, принципиально новым  шагом стало создание графических  дисплеев. На графическом дисплее  совокупности точек (так называемых  пикселов — от английских слов picture element) различного цвета позволяют  создавать статическое и даже  динамическое (изменяющееся, движущееся) изображение. 
     Работой графического дисплея управляет графический адаптер, состоящий из двух частей: видеопамяти и дисплейного процессора. Видеопамять (часть ОЗУ) служит для хранения видеоинформации — двоичного кода изображения. Дисплейный процессор урравляет лучами электронно-лучевой трубки дисплея в соответствии с информацией, хранящейся в видеопамяти. Дисплейный процессор непрерывно «просматривает» (50—60 раз в секунду) содержимое видеопамяти и выводит его на экран.    

 Появление  графических дисплеев существенно  расширило возможности компьютерной  графики. Она стала повсеместно  применяться в инженерно-конструкторской  работе, архитектуре, дизайне, геодезии  и картографии, полиграфии, кино, телевидении, рекламе и т. д. [3]    

 Для  построения, коррекции, сохранения  и получения «бумажных» копий  рисунков и других изображений  используется специальная программа  — графический редактор.    

 Для  создания изображений в графическом  редакторе используются определенные  «инструменты» — линейка («отрезок»), прямоугольник, круг, эллипс и  т. д. Такие инструменты, позволяющие  изображать простые фигуры, называются  «графическими примитивами». Это  как бы простейшие элементы, из  которых строится изображение.  [2]    

 Функции  всех графических редакторов  приблизительно одинаковы (один  из простейших графических редакторов  для IBM-совместимых компьютеров  —Paintbrush).Они позволяют пользователю:

— создавать  рисунки из графических примитивов;

— применять  для рисования различные цвета  и «кисти» (т. е. использовать линии  различной ширины и конфигурации);

— «вырезать» рисунки или их части, временно хранить  их в буфере («кармане») или запоминать на внешних носителях;

 —  перемещать фрагмент рисунка  по экрану;

 —  «склеивать» один рисунок с  другим;

 —  увеличивать фрагмент рисунка  для того, чтобы прорисовать мелкие  детали;

— добавлять  к рисункам текст.    

 Многие  графические редакторы позволяют  также создавать компьютерную  мультипликацию (анимацию), т. е. создавать  на компьютере движущиеся изображения. [4] 

2. Понятие  растровых и векторных  графических редакторов

Изображения в графических редакторах хранятся по-разному.

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

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

            Например, графический примитив точка задается своими координатами (X, У), линия - координатами начала (XI, Y1) и конца (Х2, Y2), окружность - координатами центра (X, У) и радиусом (R), прямоугольник - величиной сторон и координатами левого верхнего угла (XI, У1) и правого нижнего угла (Х2, У2) и т. д. Для каждого примитива назначается также цвет. 
Как следствие, графические редакторы подразделяются на две категории: растровые и векторные. Они отличаются по способу, которым представляют

графическую информацию.

Векторные графические  редакторы.

Векторные графические изображения   являются оптимальным средством для хранения высокоточных графических объектов (чертежи, схемы и т. д.), для которых имеет значение наличие четких и ясных контуров. С векторной графикой вы сталкиваетесь, когда работаете с системами компьютерного черчения и автоматизированного проектирования, с программами обработки трехмерной графики (смотреть Рисунок 1). Все компоненты векторного изображения  описываются математически, а значит - абсолютно точно. Векторные изображения, как правило, строятся вручную, однако в некоторых случаях они могут быть также получены из растровых с помощью программ трассировки.  Векторные изображения не в состоянии обеспечить близкую к оригиналу реалистичность, но достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Растровые графические редакторы.

Растровые графические редакторы являются наилучшим средством обработки  фотографий и  рисунков, поскольку растровые изображения обеспечивают высокую точность передачи градаций цветов и полутонов. Способ представления растровых изображений совершенно отличен от векторных. Растровые изображения состоят из отдельных точек, называемых растром. Такое представление изображений существует не только в цифровом виде. Растровые изображения обеспечивают максимальную реалистичность, поскольку в цифровую форму переводится каждый мельчайший фрагмент оригинала (смотреть Рисунок 2). Такие изображения сохраняются в файлах гораздо большего объёма, чем векторные, поскольку в них запоминается информация о каждом пикселе изображения. Таким образом, качество растровых изображений зависит от их размера (числа пикселей по горизонтали и вертикали) и количества цветов, которые могут принимать пиксели. Как следствие того, что они состоят из пикселей  фиксированного размера, свободное масштабирование без потери качества к ним не применимо. Эта особенность, а также сама структура растровых изображений несколько затрудняет их редактирование и обработку.[5]

            Существуют графические редакторы для DOS и для Windows. Это специальные пакеты программ, содержащих в своём составе ряд важных утилит, например просмотрщики графических файлов, конверторы графических файлов из одного формата в другой. Следует также отметить, что целый ряд популярных пакетов программ, таких как MS Word, Excel, MS Works, поддерживают создание рисунков и диаграмм и вставку их в файл. Ряд текстовых редакторов для DOS поддерживают псевдографику (Word & Deed), черчение вертикальных и горизонтальных линий для создания блок-схем и таблиц (Multi-Edit, Лексикон и др.).  

       Графические редакторы для DOS: Painter, NeoPainter, Paint Show, Picasso и др. Лучший из них - NeoPainter. Редактор 3D Studio служит для создания трёхмерных рисунков.   

       Графические редакторы для Windows 3.1: PaintBrush, Aldus Photo Styler, Hamilton Flamingo, Corel Draw (лучший  из них) и др. Последние версии  некоторых графических редакторов (например, Photo Works, Adobe Photo Shop, Photo Plus) работают только в Windows-95 и более поздних версиях.[6]

Сравнение векторных и растровых  редакторов

                Векторные редакторы часто противопоставляют  растровым редакторам. В действительности, их возможности часто дополняют  друг друга:

• Векторные редакторы обычно более пригодны для создания разметки страниц, типографики, логотипов, sharp-edged artistic иллюстраций (например, мультипликация, clip art, сложные геометрические шаблоны), технических иллюстраций, создания диаграмм и составления блок-схем.
• Растровые редакторы больше подходят для обработки и ретуширования фотографий, создания фотореалистичных иллюстраций, коллажей, и создания рисунков от руки с помощью графического планшета.

           Последние версии растровых редакторов (таких, как GIMP или Photoshop) предоставляют пользователю и векторные инструменты (например, изменяемые кривые), а векторные редакторы (CorelDRAW, Adobe Illustrator, Xara Xtreme, Adobe Fireworks, Inkscape, SKI и другие) реализуют и растровые эффекты (например, заливку), хотя иногда и несколько ограниченные по сравнению с растровыми редакторами.[2]