§ 17. Графическая информация и графический редактор

Определения и обозначения

Графическая информация — изображения, схемы, рисунки и другие сведения, воспринимаемые преимущественно зрительно, а в компьютере представленные в цифровой форме. Это определение объединяет фотографию, карту, диаграмму и эмблему. Оно нужно, чтобы отличать внешний вид изображения от способа его хранения в компьютере.

Пиксель — минимальный элемент растрового изображения, имеющий определённые координаты и цвет. Его положение можно задать парой координат, а цвет — числовым кодом. Понятие пикселя помогает понять, из чего складывается растровая картинка и почему при увеличении видны отдельные квадратики.

Растровая графика — способ представления изображения в виде прямоугольной сетки пикселей. Для каждой ячейки этой сетки запоминается цвет, поэтому изображение можно вывести на экран или напечатать. Такой способ удобен для сложных картинок с большим количеством оттенков.

Графический редактор — программа для создания, просмотра и изменения графических изображений. В ней можно рисовать, выбирать объекты, менять их цвет, размер и форму, а затем сохранять результат. Редактор превращает набор инструментов в рабочее место для подготовки иллюстраций.

Как это устроено

Компьютер не хранит картинку как непрерывный зрительный образ, потому что электронная память работает с числами. Изображение разбивают на элементы и каждому сопоставляют координаты и код цвета. Благодаря этому файл можно записать, скопировать, передать по сети и обработать программой.

Растровое изображение формируется строками и столбцами пикселей, как лист в клетку. Чем больше пикселей приходится на ту же область, тем точнее передаются мелкие детали и контуры. Количество доступных оттенков определяется глубиной цвета: чем больше бит выделено на один пиксель, тем больше цветов можно закодировать, но тем больше памяти требуется.

Векторное изображение создаётся не из готовой сетки, а из описаний геометрических объектов. Для окружности сохраняются, например, центр, радиус, цвет линии и заливки; для отрезка — координаты концов. При увеличении программа заново вычисляет положение точек объекта, поэтому контуры обычно остаются гладкими.

В графическом редакторе сначала создают новый документ или открывают готовый файл. Затем выбирают инструмент рисования, выделяют нужные объекты, меняют их цвет, форму, размер или положение и проверяют результат. Сохранение записывает рабочий файл, а экспорт позволяет получить копию в другом формате для печати, размещения на сайте или передачи другому человеку.

Разные изображения требуют разных способов представления, потому что их структура неодинакова. Фотография состоит из множества плавно меняющихся оттенков, и её удобно хранить как набор пикселей. Схема, логотип или чертёж состоят из линий и простых фигур, поэтому векторное описание обычно даёт чёткий результат, удобное редактирование и масштабирование.

Сравнение растровой и векторной графики

Сначала определите, из чего в основном состоит изображение: из множества цветных деталей или из отдельных фигур и линий. Затем сравните требования к масштабированию и редактированию. Расширение файла может подсказать выбор, но окончательно способ представления определяют по содержанию и возможностям формата.

Разбор задач

Задача 1. Определить, какое изображение является растровым, а какое векторным: фотография, логотип из линий и окружностей, отсканированный рисунок. Нужно распознать способ представления по характеру изображения и его поведению при увеличении.

1. Фотография содержит множество мелких цветовых переходов и обычно хранится как сетка пикселей, значит, это растровое изображение.
2. Логотип из линий и окружностей описывается отдельными геометрическими объектами, поэтому его относят к векторной графике.
3. Скан сохраняет изображение листа как набор точек, следовательно, отсканированный рисунок является растровым.

Ответ: фотография и скан — растровые изображения, логотип — векторное.

Задача 2. Изображение имеет размер 800 × 600 пикселей и использует 24 бита на один пиксель. Требуется найти объём памяти без сжатия. Сначала находят число пикселей, затем умножают его на глубину цвета и переводят биты в байты.

1. Число пикселей: 800 × 600 = 480 000.
2. Объём в битах: 480 000 × 24 = 11 520 000 бит.
3. Объём в байтах: 11 520 000 : 8 = 1 440 000 байт.

Ответ: 1 440 000 байт, или примерно 1,44 Мбайт без учёта служебной информации и сжатия.

Задача 3. Нужно создать эмблему из круга, прямоугольника и текста, изменить цвета объектов, сохранить исходный вариант и экспортировать изображение в другом формате. Здесь важно разделить редактируемый исходник и готовую копию для использования.

1. Открывают редактор и создают документ, затем инструментами фигур добавляют круг и прямоугольник, а текст вводят отдельным объектом.
2. Выбирают каждый объект и задают ему нужную заливку, цвет контура, размер и положение.
3. Сохраняют исходный файл в формате редактора, чтобы позднее можно было раздельно менять объекты.
4. Используют команду экспорта и выбирают другой формат с учётом назначения эмблемы, например для сайта или печати.

Ответ: эмблема создана из отдельных объектов, исходный вариант сохранён, а готовая копия экспортирована в подходящий формат.

Типичные ошибки

Пиксель считают физической точкой экрана, хотя в изображении это элемент цифровой модели с координатами и цветом. Ошибка возникает из-за того, что пиксель часто виден на экране как маленькая точка. Проверьте себя: пиксель должен описываться данными изображения, а не размером конкретного монитора.

Растровую и векторную графику различают только по расширению файла, не учитывая способ представления. Один и тот же рисунок можно экспортировать в разные форматы, поэтому расширение не всегда раскрывает исходную структуру. Проверьте, можно ли выделять отдельные объекты и сохраняются ли чёткие контуры при увеличении.

Ожидают, что любое изображение можно бесконечно увеличивать без потери качества. Это неверно прежде всего для растровой графики: при увеличении исходных пикселей недостаточно для новых деталей. Увеличьте фрагмент и посмотрите, не стали ли заметны квадратики и неровные края.

Изображение изменяют и сразу закрывают редактор, не сохранив исходный файл или выбрав неподходящий формат. Так можно потерять возможность редактировать объекты или получить файл, который не открывается в нужной программе. Перед закрытием проверьте имя, формат, место сохранения и наличие копии.

Связь с другими темами

До изучения темы нужны представления о видах информации, кодировании данных, файлах и папках, а также о координатах точек на плоскости. Они объясняют, почему цвет и положение элемента можно записать числами, а изображение — сохранить в файле.

Знания пригодятся при создании презентаций, обработке фотографий и разработке сайтов. Они также нужны для подготовки схем, логотипов и иллюстраций: выбор растрового или векторного способа влияет на качество, размер и удобство дальнейшей работы.

Что запомнить

• Графическая информация в компьютере хранится в цифровом виде.
• Растровое изображение состоит из пикселей.
• Качество растрового изображения определяется в том числе разрешением и глубиной цвета.
• Векторное изображение состоит из описаний геометрических объектов.
• Векторные изображения хорошо масштабируются без потери качества.
• Графический редактор позволяет создавать и изменять изображения.
• Формат файла выбирают с учётом назначения изображения и способа его представления.