Создание фотореалистичных изображений средствами Gimp

титульный лист

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Создание фотореалистичных изображений средствами Gimp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Челябинск, 2014

оглавление

введение

Компьютерная графика появилась достаточно давно - уже в 1960-х годах существовали полноценные программы работы с графикой. Сегодня принято пользоваться терминами «компьютерная графика» и «компьютерная анимация». Понятие «компьютерная графика» объединяет все виды работ со статическими изображениями, «компьютерная анимация» имеет дела с изображениями, которые динамически изменяются.

Широкое распространение компьютерная графика получила с появлением персональных компьютеров «Macintosh» (МАС) фирмы Apple, которые специально определялись для нужд полиграфии. Именно для платформы МАС стали появляться первые специализированные операционные системы и графические редакторы. Но случилось так, что настоящими «массовыми» компьютерами стали компьютеры класса IBM / PC (РС). Тогда большинство обычных сегодня для многих оболочек и редакторов начали воспроизводиться на базе графического опыта МАС, но переведенные для компьютеров PC. Так появилась знаменитая операционная система Windows, а также очень большое количество привычных для пользователей компьютеров РС пакетов, разноплановых программ и редакторов (например: QuickTime, Page Maker, почти все продукты корпорации Adobe и многие другие).

В настоящее время, благодаря грандиозному развитию компьютерной техники, некоторые стороны нашей жизни невозможно представить себе без применения компьютерных технологий, в том числе без компьютерной графики. Это, прежде всего:

• все виды полиграфических процессов;
• почти вся рекламная индустрия;
• телевидения;
• моделирование новых видов одежды;
• проектно-конструкторские разработки и т. д.

На базе средств компьютерной графики и других прогрессивных технологий в последнее время появились совершенно новые, не похожие ни на что ранее известное, направления производства, профессии, даже среды и взаимоотношения.

По своему «профессиональному» назначению компьютерную графику и анимацию можно разделить на следующие группы:

• компьютерная графика для полиграфии;
• двумерный компьютерный живопись;
• презентационная графика,
• двумерная анимация, которая используется для создания динамических изображений и спецэффектов в кино;
• двумерное и трехмерное моделирование, примененное для дизайнерских и инженерных разработок;
• трехмерная анимация, которая используется для создания рекламных и музыкальных клип и кинофильмов;
• обработка видеоизображений, необходимая для наложения анимационных спецэффектов для видеозаписи;
• научная визуализация.

http://www.make-avatar.ru/article168-page3.html

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. виды графики

 

Графический редактор — программа (или пакет программ), позволяющая создавать и редактировать двумерные изображения с помощью компьютера.

Типы графических редакторов:

1. Растровые графические редакторы. Наиболее популярны: Adobe Photoshop для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X, GIMP для GNU/Linux и других POSIX-совместимых. GIMP распространяется под лицензией GNU GPL.
2. Векторные графические редакторы. Наиболее популярны: Adobe Illustrator, Corel Draw, Macromedia Free Hand — для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS X, свободно распространяемый редактор Inkscape — для всех ОС.
3. Гибридные графические редакторы. Наиболее популярны: RasterDesk для AutoCAD, Spotlight для операционных систем Microsoft Windows.

 

1.1 Растровая графика

 

Компьютерное растровое изображение представляется в виде прямоугольной матрицы, каждая ячейка которой - цветная точка. Т.е. основным элементом растрового изображения является точка. Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем.

При создании растровых изображений необходимо задавать разрешение и размеры изображения.

В зависимости от того, какое графическое разрешение экрана используется операционной системой, на экране могут размещаться изображения, имеющие 640х480, 800х600, 1024х768 и более пикселей.

Разрешение изображения измеряется в точках на дюйм (dots per inch - dpi) (1 дюйм = 25,4 мм). Полиграфическая печать полноцветного изображения требует разрешения не менее 200-300 dpi.

С помощью растровой графики можно отразить и передать всю гамму оттенков и тонких эффектов, присущих реальному изображению. Растровое изображение ближе к фотографии, оно позволяет более точно воспроизводить основные характеристики фотографии: освещенность, прозрачность и глубину резкости.

Чаще всего растровые изображения получают с помощью сканирования фотографий и других изображений, с помощью цифровой фотокамеры или путем "захвата" кадра видеосъемки.

Основным недостатком растровых изображений является невозможность их увеличения для рассмотрения деталей. При увеличении изображения точки становятся крупнее, но дополнительная информация не появляется. Этот эффект называется пикселизацией (см. рисунок 19).

Средства работы с растровой графикой

К числу простейших растровых редакторов относятся PaintBrush, Paint, Painter, которые позволяют непосредственно рисовать простейшие растровые изображения.

Основной класс растровых графических редакторов предназначен для обработки готовых растровых изображений с целью улучшения их качества и создания собственных изображений из уже имеющихся. К таким редакторам относятся такие мощные программы, как Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint, Gimp и другие.

Основные растровые форматы

BMP (Windows Device Independent Bitmap) - самый простой растровый  формат является форматом Windows, он  поддерживается всеми графическими  редакторами, работающими под ее  управлением. В BMP данные о цвете  хранятся только в модели RGB, поддерживаются как индексированные цвета (до 256 цветов), так и полноцветные изображения. Благодаря примитивнейшему алгоритму записи изображения, при обработке файлов формата BMP очень мало расходуется системных ресурсов, поэтому этот формат часто используется для хранения логотипов, экранных заставок, иконок и прочих элементов графического оформления программ.

GIF (Graphics Interchange Format) - является одним из самых популярных  форматов изображений, размещаемых  на веб-страницах. Отличительной  его особенностью является использование режима индексированных цветов (не более 256), что ограничивает область применения формата изображениями, имеющими резкие цветовые переходы. Небольшие размеры файлов изображений обусловлены применением алгоритма сжатия без потерь качества, благодаря чему изображения в этом формате наиболее удобны для пересылки по каналам связи глобальной сети. В GIF реализован эффект прозрачности и возможности хранить в одном файле несколько картинок с указанием времени показа каждой, что используется для создания анимированных изображений.

PNG (Portable Network Graphics) - формат PNG, являющийся плодом трудов  сообщества независимых программистов, появился на свет как ответная  реакция на переход популярнейшего  формата GIF в разряд коммерческих продуктов. Этот формат,  в отличие от GIF сжимает растровые изображения не только по горизонтали, но и по вертикали, что обеспечивает более высокую степень сжатия. Как недостаток формата часто упоминается то, что он не дает возможности создавать анимационные ролики. Зато формат PNG позволяет создавать изображения с 256 уровнями прозрачности что, безусловно, выделяет его на фоне всех существующих в данный момент форматов. Так как формат создавался для Интернета, в его заголовке не предназначено место для дополнительных параметров типа разрешения, поэтому для хранения изображений, подлежащих печати, PNG плохо подходит, для этих целей лучше подойдет PSD или TIFF.

JPEG (Joint Photographic Experts Group) - самый популярный формат  для хранения фотографических изображений, является общепризнанным стандартом. JPEG может хранить только 24-битовые полноцветные изображения. Хотя JPEG отлично сжимает фотографии, но это сжатие происходит с потерями и портит качество, тем не менее, он может быть легко настроен на минимальные, практически незаметные для человеческого глаза, потери. Однако не стоит использовать формат JPEG для хранения изображений, подлежащих последующей обработке, так как при каждом сохранении документа в этом формате процесс ухудшения качества изображения носит лавинообразный характер. Наиболее целесообразно будет корректировать изображение в каком-нибудь другом подходящем формате, например TIFF, и лишь по завершению всех работ окончательная версия может быть сохранена в JPEG. Формат JPEG не поддерживает анимацию или прозрачный цвет, и пригоден в подавляющем большинстве случаев только для публикации полноцветных изображений, типа фотографических, в Интернете.

TIFF (Tag Image File Format). Как универсальный формат для хранения растровых изображений, TIFF достаточно широко используется, в первую очередь, в издательских системах, требующих изображения наилучшего качества. Кстати, возможность записи изображений в формате TIFF является одним из признаков высокого класса современных цифровых фотокамер. В этом формате поддерживаются такие чисто профессиональные возможности, как обтравочные контуры, альфа-каналы, возможность сохранять несколько копий изображения с разным разрешением и даже включать в файл слои. Благодаря своей совместимости с большинством профессионального ПО для обработки изображений, формат TIFF очень удобен при переносе изображений между компьютерами различных типов.

PSD (Adobe Photoshop) - является  стандартным форматом пакета Adobe Photoshop и отличается от большинства  обычных растровых форматов возможностью хранения слоев (layers). Он содержит много дополнительных переменных (не уступает TIFF по их количеству) и сжимает изображения иногда даже сильнее, чем PNG (в тех случаях, когда размеры файла измеряются не в килобайтах, а в десятках или даже сотнях мегабайт). Файлы PSD свободно читаются большинством популярных просмотрщиков.

 

 

1.2 Векторная графика

 

Основным логическим элементом векторной графики является геометрический объект. В качестве объекта принимаются простые геометрические фигуры (так называемые примитивы - прямоугольник, окружность, эллипс, линия). Благодаря этому форму, цвет и пространственное положение составляющих изображение объектов можно описывать с помощью математических формул. 

 

Рис. 1 – Геометрические примитивы.

Преимущества векторной графики:

• она экономна в плане дискового пространства, необходимого для хранения изображений: это связано с тем, что сохраняется не само изображение, а только некоторые основные данные, используя которые, программа всякий раз воссоздает изображение заново;
• объекты векторной графики легко трансформируются и масштабируются, что не оказывает практически никакого влияния на качество изображения. Масштабирование, поворот, искривление сводятся к элементарным преобразованиям над векторами;
• программы векторной графики имеют развитые средства интеграции изображений и текста, единый подход к ним. Поэтому программы векторной графики незаменимы в области дизайна, технического рисования, для чертежно-графических и оформительских работ.

Недостатки векторной графики:

• векторная графика ограничена в живописных средствах: в программах векторной графики практически невозможно создавать фотореалистичные изображения;
• векторный принцип описания изображения не позволяет автоматизировать ввод графической информации, как это делает сканер для растровой графики.

Средства работы с векторной графикой

Как и в случае с растровой графикой, для работы с векторной имеется огромное количество программных средств, освоение которых сложнее по сравнению с растровыми. К основным относятся программы:

• CorelDraw - это профессиональный графический редактор с богатыми настройками и развитой системой управления;
• Adobe Illustrator - основное достоинство программы в том, что она вместе с Adobe Photoshop и Adobe PageMaker образует достаточно мощный пакет для выполнения компьютерной верстки полиграфических изданий и разработки сложных документов;
• Macromedia Freehand - один из самых дружественных и интуитивно понятных векторных редакторов. Программа отличается простотой системы управления и высоким быстродействием, но ее возможности несколько скромнее, чем у предыдущих редакторов.

Основные векторные графические форматы

Своего рода стандартом стали форматы двух наиболее популярных профессиональных графических пакетов - Adobe Illustrator и CorelDRAW:

AI (Adobe Illustrator Document) - поддерживают практически все программы, так или иначе связанные с векторной графикой. Этот формат является наилучшим посредником при передаче изображений из одной программы в другую, с РС на Macintosh и наоборот. В целом, несколько уступая CorelDRAW по иллюстративным возможностям, (может содержать в одном файле только одну страницу, имеет маленькое рабочее поле - этот параметр очень важен для наружной рекламы - всего 3х3 метра) тем не менее, он отличается наибольшей стабильностью и совместимостью с языком PostScript, на который ориентируются практически все издательско-полиграфические приложения.

CDR (CorelDRAW Document) - основной рабочий формат популярного пакета CorelDRAW, являющимся неоспоримым лидером в классе векторных графических редакторов на платформе РС. Имея сравнительно невысокую устойчивость и проблемы с совместимостью файлов разных версий формата, тем не менее, формат CDR можно без натяжек назвать профессиональным. В файлах этих версий применяется раздельная компрессия для векторных и растровых изображений, могут внедряться шрифты, файлы CDR имеют огромное рабочее поле 45х45 метров, поддерживается многостраничность.

WMF (Windows Metafile) - еще один формат Windows, на сей раз векторный. 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, поскольку он не может сохранять некоторые параметры, которые могут быть присвоены объектам в различных векторных редакторах, не воспринимается Macintosh-ами, и, самое главное, способен исказить цветовую схему изображения.