Виды компьютерной графики. Векторная и растровая графика. Программы для компьютерной графики

Компьютерная графика присутствует практически в любой момент времени на включенном дисплее большинства современных ПК. Представлена она может быть файлами самых различных типов. Вместе с тем, и пониматься она может также по-разному. В каких контекстах применим термин "компьютерная графика"? Какие есть основания для классификации соответствующих файлов?

Определение

Термин "компьютерная графика" (информатика как учебная дисциплина исследует ее достаточно подробно) - достаточно емкий. Под ним может пониматься файл, который является картинкой или цифровой версией фотографии, специальная графическая программа, анимация в игре, или же, в принципе, любое изображение на экране ПК. Соответственно, и виды компьютерной графики, а также основания для ее классификации будут определяться в зависимости от контекста употребления термина. Вместе с тем, многие IT-специалисты считают его интерпретацию в качестве "файла" первичной. Крайне редко источником компьютерной графики выступает что-либо, не связанное с данными, записанными на ПК.

В свою очередь, файлы, формирующие собой компьютерную графику, также могут иметь разные основания для классификации. В числе самых распространенных - используемая технология формирования картинки. Она и будет, таким образом, определять тип графики. Традиционно выделяют векторные, растровые и фрактальные файлы. Это и есть виды компьютерной графики в современном понимании. Рассмотрим их более подробно.

Растровые изображения

Растровые файлы считаются самыми распространенными. Ими представлена основная часть картинок и фото в интернете, а также тех, что снимаются с использованием цифровой техники. В рамках растровой технологии изображение выстраивается в рамках алгоритмов, схожих с принципами функционирования телевизора. Каждая картинка или фото такого типа состоит из большого количества точек, или пикселей, по горизонтали и вертикали, имеющих определенный цвет и координаты. Чем их больше, тем, как правило, качественнее, насыщеннее получается картинка. Количество пикселей формирует собой такой параметр, как разрешение.

Главное достоинство растровых файлов заключается в том, что их можно редактировать - что-то дорисовывать, делать коллажи, применять различные эффекты. Это предопределяет применение компьютерной графики данного типа в самом широком спектре областей. Существует большое количество доступных программ для работы с растровыми файлами, мы их рассмотрим чуть позже.

Есть у данного типа графики и недостаток. Так, при значительном увеличении картинки на экране практически всегда снижается ее качество. Как мы уже отметили выше, оно зависит от количества пикселей. Если их недостаточно много, то есть, исходный размер картинки небольшой, то даже при небольшом увеличении она может выглядеть не вполне эстетично. Поэтому когда, например, на курсах освоения ПК преподается компьютерная графика, обучение, как правило, включает в себя ключевую рекомендацию: работать следует по возможности с большими растровыми файлами. Делается это с целью того, чтобы их качество при большом количестве процедур редактирования, изменении масштаба не падало.

Векторные картинки

Векторная графика функционирует по принципам, значительно отличающимся от алгоритмов выстраивания растровых картинок. Как мы отметили выше, последние строятся подобно изображению на ТВ-дисплее - из отдельных точек. В свою очередь, векторная графика формирует картинку не из пикселей, а из заложенных в память соответствующей компьютерной программы деталей. Их может быть очень много. Современные программы для компьютерной графики, позволяющие работать с векторными файлами, содержат шаблоны для создания в нужном формате практически любых окружающих нас предметов.

Главное достоинство графики рассматриваемого типа заключается в том, что соответствующего типа картинки можно масштабировать, фактически, в любых пропорциях. Недостатком считается тот факт, что в векторных шаблонах может не оказаться необходимых деталей. Поэтому посредством данной технологии достаточно тяжело, например, рисовать пейзажи и другие картинки, подразумевающие уникальность изображения.

Необходимо отметить, что векторную картинку можно достаточно легко переделать в растровую. Для этого нужно просто сохранить файл в нужном формате: например, JPG, BMP, PNG, GIF и т.д. После этого картинку можно, так же как и любую другую растровую, редактировать. В свою очередь, конвертация растровых изображений в векторные часто затруднена, причину мы обозначили выше: в спектре готовых шаблонов программы может не оказаться тех, что повторяют формы элементов на исходной растровой картинке.

Фрактальная графика

Векторная и растровая графика сейчас используются практически повсеместно. Однако конкуренцию им начинают составлять фрактальные файлы. Что они представляют собой? В основе таких файлов лежит фрактальная геометрия - сфера математической науки, в рамках которой осуществляется исследование методов для описания природных форм. Термин "фрактал" можно перевести как «что-то, состоящее из отдельных фрагментов». С точки зрения компьютерной графики, это объект, который формируется из других, по форме идентичных ему, но, как правило, отличающихся размером. Объекты, близкие по структуре к фракталам, встречаются и в природе: например, это некоторые сорта цветной капусты. Самая вкусная их часть, кочан, состоит из большого количества мелких элементов, по форме его очень напоминающих. Фрактальная графика отличается красотой форм, эстетикой, изяществом, и потому становится популярной в самых разных сферах IT-индустрии. По мнению многих специалистов, векторная и растровая графика в традиционных форматах подчас не позволяет добиться эффектов, характерных для фрактальных алгоритмов. И потому рассматриваемый тип технологий особенно популярен в среде дизайнеров, разработчиков интерьеров.

2D и 3D графика

Другое возможное основание для классификации компьютерной графики - глубина измерений. Так, есть двумерные картинки, 2D. Они представляют собой, если выражаться предельно упрощенным языком, визуально "плоское" изображение. Есть и трехмерные картинки, 3D. Они являются "объемными". При этом в среде IT-экспертов нет единого мнения о том, следует ли считать трехмерными те картинки, на которых изображен объемный, если говорить о его реальной сущности, объект (дом, яблоко, дерево и т.д.), но не реализованы эффекты 3D-визуализации. Есть специалисты, которые считают, что до тех пор, пока объект на картинке не показан пользователю в реальной 3D-проекции, его следует считать двумерным.

Эффекты 3D-визуализации могут быть реализованы как аппаратными, так и программными методами. В первом случае пользователю может быть предложено надеть специальные стереоочки. Как это делается в кинотеатрах на 3D-показах. Во втором случае эффект трехмерности создается за счет программных алгоритмов, реализованных в решении, в котором просматривается или редактируется файл.

Некоторые IT-специалисты полагают, что 3D-эффекты воспринимаются очень субъективно. Если один пользователь способен увидеть "трехмерность", то другого эта же картинка может и не впечатлить вовсе.

Анимация и видео

Рассмотренные нами виды компьютерной графики могут быть представлены не только в виде статических, неподвижных файлов, но и в анимационных форматах. В этом случае они занимают, можно сказать, промежуточную позицию между картинками и видео. На практике "анимированными" чаще всего становятся GIF-файлы, благодаря особенностям их структуры.

Как соотносятся компьютерная графика и анимация, собственно, с видеофайлами? Мнения IT-экспертов по этому поводу самые разные. Некоторые специалисты считают, что видео - это один из типов компьютерной графики, другие полагают, что такого рода файлы целесообразнее выделять в отдельную категорию. Первые аргументируют свою точку зрения тем, что видеофайл, так же как и в случае с кинопленкой, состоит из выстроенных в определенный ряд картинок. Другие, соглашаясь с этим, вместе с тем, акцентируют внимание на практической бесполезности задействования каждого из составляющих видеоряд изображений по отдельности. Ценность соответствующие элементы имеют только в составе полноценного видеофайла. Однако, термин "компьютерная графика" вполне может употребляться для описания каких-то элементов фильмов или мультиков. Например, если речь идет о спецэффектах, или, например, о технологии создания персонажей. И в этом случае не будет ошибкой именовать видеофайлы компьютерной графикой.

Анимация, игры, видео, также как и в случае с картинками, могут быть 2D или 3D. Аналогично, есть два лагеря экспертов - те, которые считают, что "трехмерность" в каждом из типов файлов должна достигаться посредством внедрения специфических алгоритмов, и те, кто полагает, что "объемность" объекта, отображаемая на экране, определяется его сущностью, реальным прототипом.

Игры

Схожую дискуссию вызывает соотнесение термина "компьютерная графика" с играми. Есть специалисты, которые считают правомерным употреблять рассматриваемый термин к играм в безусловном порядке. Есть игра - есть графика. Один из их аргументов заключается в том, что все картинки в игре имеют "файловое" происхождение, каждый из элементов на экране представлен отдельным источником в виде маленького или большого, как правило, растрового, графического файла. Другие эксперты считают, что игровая графика - это, подобно видеофайлам, отдельный класс компьютерных данных. Опять же потому, что единичные картинки вне игрового процесса практической полезности, по мнению таких специалистов, не имеют. Разность подходов к применению термина "графика" к играм, равно как и к фильмам, еще раз подчеркивает его универсальность.

Графические программы

Рассмотрев основные виды компьютерной графики, мы можем изучить сведения о некоторых популярных программах для работы с соответствующими типами файлов. Таких решений на IT-рынке присутствует сегодня очень много. Дело в том, что использование компьютерной графики осуществляется в самых разных сферах, и для каждой из них разработаны десятки программных решений. Оснований для классификации данного ПО также достаточно много. В основе одного из популярных в среде российских IT-экспертов вариантов - собственно, рассмотренная нами классификация, по которой выделяются основные виды компьютерной графики – векторная и растровая. Таким образом, IT-рынок программ для работы с изображениями делится на два больших сегмента - растровые решения и векторные. Рассмотрим примеры ПО каждого типа.

Растровые программы

В число самых популярных растровых программ входит Adobe Photoshop. Когда на курсах по освоению ПК слушателями изучается компьютерная графика, обучение основам работы в Photoshop - почти всегда обязательный компонент. Возможности этой программы очень обширны. Она позволяет вносить практически любые изменения в картинки, фотографии, делать коллажи, объединять визуальное содержимое двух и более изображений.

Для Photoshop создано большое количество обучающих программ, выпускаемых в виде книг, презентаций, видеоуроков. Несмотря на то, что данная программа предназначена для дизайнеров, занимающихся работой с графикой профессионально, освоить ее может любой пользователь.

В числе самых доступных растровых программ и MS Point. Если Photoshop - это коммерческий продукт, требующий покупки и инсталляции на ПК, то Paint уже предустановлен в ОС Windows. Конечно, возможности Photoshop и Paint несравнимы. Вторая программа часто используется как обучающая для тех, кто только начинает учиться рисовать на ПК.

Возможности Paint, вместе с тем, достаточно разнообразны: это и редактирование картинок на уровне отдельных элементов, и изменение форматов графических файлов, и создание простых коллажей. Даже те пользователи ПК, которые занимаются профессиональным дизайном, во многих случаях задействуют именно Paint, ведь для простых задач отмеченного типа эта он вполне подходит.

Векторные программы

Одной из самых популярных программ для работы с векторной графикой является Adobe Illustrator. Самая примечательная ее характеристика в том, что отдельные детали, из которых затем составляются картинки, пользователь может создавать сам. Хотя и готовых шаблонов в этой программе также довольно много, равно как и различного рода спецэффектов.

Другая известнейшая векторная программа - Corel Draw. Многими IT-экспертами именно она называется самой лучшей. Можно отметить, что в ее составе предусмотрен модуль для работы также и с растровыми картинками.

Возможностей эта программа содержит очень много. В ней, так же как и в Adobe Illustrator, есть средства создания авторских векторных деталей, работа с картинками в режиме нескольких слоев, трехмерные и другие спецэффекты, создание графиков.

Как мы уже отметили выше, конкретных программных продуктов, адаптированных для отдельных IT-отраслей, разработаны десятки. Среди них – есть как коммерческие, так и бесплатные продукты. Каждый пользователь, как правило, определяет для себя сам наиболее удобную и функциональную программу. При этом часто бывает, что бесплатное решение подходит конкретному пользователю лучше, чем коммерческое.

Таковы основы компьютерной графики. Критериев для ее классификации имеется очень много, равно как и определений этого термина. Одними из самых популярных в мировой IT-среде оснований для классификации графики входят типы технологий, задействуемых при создании или обработке файла, - растровый или векторный. Есть 2D и 3D-картинки, критерии отнесения файлов к которым очень разнятся в среде IT-экспертов. Термин "компьютерная графика" можно употреблять не только в отношении фото и картинок, но также и применительно к играм, анимации, видеороликам.