Конспект №7 Графічний редактор Решетової

КОМП'ЮТЕРНА ГРАФІКА

Типи графічних файлів

Мета: формувати знання про основні типи графічних файлів; розвивати вміння працювати в малих групах,

аналізувати, порівнювати, робити висновки; виховувати інтерес до професій, 

пов'язаних з графікою, — дизайнера, редактора, конструктора тощо.

Тип уроку: урок -лекція.

Обладнання: ПК, картки для роботи в групах, заздалегідь підготовлені файли.

Хід уроку

I. Організаційна частина

II. Діагностика, актуалізація знань учнів

• Чи працювали ви раніше з комп'ютерною графікою? • Якими програмами ви при цьому користувалися? • Чи завжди можна записати фото на дискету? Чому? Скільки дискового простору зай¬має фото?

III. Мотивація навчальної діяльності.

Робота з комп'ютерною графікою — одна з найпопулярніших у використанні комп'ютерної техніки.

Цю роботу виконують не лише професійні художники та дизайнери. 

На будь-якому підприємстві час від часу виникає необхідність подати рекламні оголошення до га¬зети або журналу або просто випустити реклам¬ний буклет чи листівки. Великі фірми замовляють таку роботу спеціальним дизайнерським бюро або рекламним агенціям.

Без комп'ютерної графіки не обходиться жодна сучасна мультимедійна програма.

Робота над графікою займає до 90 % робочого часу колективів програмістів, 

які випускають програми масового використання. Основні витра¬ти праці в роботі редакцій та видавництв теж складають художні та оформлювальні роботи з графічними програмами. Необхідність широкого використання графічних програмних засобів стала особливо відчутною з розвитком Інтернету, який пов'я¬зав у єдину «павутину» мільйони Web-сайтів. Зрозуміло, що сторінка, оформлена без комп'ютерної графіки, не має шансів виділитися на тлі широкого кола конкурентів

та привернути до себе увагу.

Комп'ютерна графіка — це створення і обробка зображень (малюнків, креслень тощо) за допомогою комп'ютера. Зображення на екрані монітора складається з різнокольорових точок — пікселів. Але будуються комп'ютером зображення по-різному і в пам'яті комп'ютера зберігаються теж по-різному. Розрізняють два способи створення предметних зображень — растровий (напр. за допомогою графічних ре¬дакторів Paint, PhotoShop) і векторний (напр.) автофігури в MS Word, графічному редакторі CorelDraw), відповідно, два види комп'ютерної графіки: растрову та векторну.

На сьогоднішньому уроці ви дізнаєтеся:

• Чим відрізняється растрова графіка від векторної?

• Як зменшити розмір графічних файлів?

IV. Опрацювання нового матеріалу (групова робота)

Клас об'єднується у чотири групи: науковці, які вивчають теоретичні основи растрової графіки,

науковці, що вивчають теоретичні ос¬нови векторної графіки, дослідники (виконують практичне
завдання за інструкцією, формулюють доповідь про різні типи графічних файлів) та консультанти 

(учні, які мають певні з теми, учні, яких виділив учитель під час проведення діагностики, актуалізації знань). Вчитель повідомляє завдання і термін виконання роботи: 15 хв. Групи отримують картки із завданням та пам'ятки — правила роботи в групі. Завдання консультантів розраховано на 3—5 хв, потім вони повинні допомагати іншим

групам у створенні доповіді.

(Роздавальний матеріал, наведений у доодатках до уроку.)

Після закінчення терміну виконання роботи доповідають по черзі представники науковців (доповіді до 3 хв).

V. Закріплення попередньо засвоєного матеріалу («Мозкова атака » )

Учні створюють порівняльну таблицю растрової та векторної графіки (табл. 1). Зразок наведено на дошці. Перший, очевидний критерій пропонує вчитель.

Таблиця 1

Наступними критеріями можуть бути: розмір файла; якість зображення; можливість, легкість редагування, деталізації зображення, програми для створення та обробки файлів різного виду тощо.

Учні відповідають на запитання:

«Чим відрізняється растрова графіка від векторної? 

Який вид графіки кращий? Чи досягли ми першої мети, яку ставили перед собою на початку уроку? » Залишається питання щодо зменшення розмірів растрових файлів.

Група дослідників доповідає про результати своєї роботи, учні разом формулюють відповідь на запитання.

VI. Підсумок (« Мікрофон »)

Учням пропонують «уявний мікрофон» та орієнтовний перелік запитань:

• Чи сподобався мені урок?

• Що нового я дізнався на уроці?

• Чи знадобиться мені матеріал, вивчений на уроці?

VП. Домашнє завдання

Вивчити відповідний параграф у підручни¬ку, уміти давати відповіді на запитання після параграфа.

Додаткове завдання: скласти тест по матеріалу уроку.

Додатки

Правила роботи в групі

1. Пам'ятай, ефективна робота групи залежить від участі кожного!

2. Ознайомся з твоєю частиною матеріалу.

3. Обміняйся інформацією з іншими члена¬ми групи.

4. Разом підготуйте коротку доповідь з теми (до 3 хв).

5. Оберіть доповідача. Доповідач є представ¬ником групи, за його виступом оцінюють роботу всієї групи.

6. За потреби оберіть помічника доповідача (якщо є необхідність супроводжувати доповідь демонстрацією на комп'ютері).

Орієнтовний план доповіді науковців

1. Що є основним елементом побудови зображення?

2. Від чого залежить розмір файла?

3. Які він переваги має?

4. Які він мас недоліки?

5. Для яких видів робіт використовується?

Растрова графіка

1. У растровій графіці зображення скла¬дається з різнокольорових точок (пікселів),

які в сукупності формують малюнок. Растрове зображення нагадує аркуш паперу в клітинку, 

на якому кожна клітинка зафарбована якимось кольором. На розмір файла впливають розмір зображення (кількість пікселів по горизонталі та вертикалі) та кількість кольорів.

2. Растрову графіку використовують у розробці електронних (мультимедійних) та поліграфічних видань, оскільки вона дозволяє ефективно, реалістично подати об'єкт. Ілюстрації, виконані засобами растрової графіки,

рідко створю¬ють вручну за допомогою комп'ютерних програм. Найчастіше використовують сканування зображень,
підготованих художником на папері або фотографії. Останнім часом для зведення растрових зображень використовують 

цифрові фото- та відеокамери. Відповідно, більшість графічних редакторів для роботи з растровими зображеннями орієнтовані саме на обробку зображень.

3. Великі обсяги даних — головна проблема у використанні растрових зображень. Так, для збереження копії графічного екрана дисп¬лея з розмірами 800 х 600 за умови, що колір пікселя кодується трьома байтами, потрібно 800 х 600 х 3 = 1,44 Мб пам'яті.

Для активних робіт з ілюстраціями великих розмірів (сторінка журналу) потрібні потужні 

комп'ютери — з великим розміром оперативної пам'яті та потужним процесором).

4. Однією з проблем растрової графіки є неможливість деталізації зображення. Збільшуючи зображення, побачимо лише, що пікселі стали більшими. Ніяких додаткових деталей при збільшенні растрового зображення побачити неможливо. До того ж, збільшення точок растра спотворює зображення, робить його грубим. Такий ефект називають пікселізацією.

Векторна графіка

1. У векторній графіці основним елементом зображення є лінія (пряма або крива). З простих об'єктів будуються складні (прямокутники, куби, кола тощо).

Об'єкти векторної графіки зберігаються з пам'яті комп'ютера у вигляді набору параметрів. 

Наприклад, лінія має товщину, колір, дві вершини (вузли). Лінія може бути замкненою, тоді вона має властивість заповнення. Недоліком векторної графіки є «неприродність» Малюнка.

2. Векторну графіку застосовують у створенні схематичних зображень — в рекламних агенціях,

дизайнерських бюро, редакціях, для креслень, проектно-конструкторських робіт. Роботи з оформлення, 

пов'язані із застосуван¬ням шрифтів та простих геометричних елементів, дуже просто реалізувати засобами векторної графіки. Відповідно, графічні редактори для роботи з векторними зображеннями орієнтовані саме на створення та меншою мірою, на обробку зображень.

3. Об'єкти векторної графіки зберігаються в пам'яті комп'ютера у вигляді набору параметрів. Для збереження одного об'єкта достатньо 20 — ЗО байтів оперативної пам'яті.

Складні композиції, які містять тисячі об'єктів, займають лише десятки або сотні кілобайтів.

4. У векторній графіці легко розв’язуються питання деталізації, масштабування зображень.

Побачивши на екрані зображення будинку, ми можемо збільшити його та отримати зображення квартири. 

При подальшому збільшенні можна розглянути, наприклад, як закріплені двері.

Інструкція для групи дослідників

Мета: дати відповідь на запитання «Які чинники впливають на розмір графічних растрових файлів?»

Завдання: дослідити зміни, що відбуваються з графічним растровим файлом при збереженні його з іншим типом.

Хід роботи

1. Завантажити графічний редактор Paint. Відкрити файл D:\ypoKKr\24poзp.bmp.

2. За допомогою команди Файл/ Сохранить как... зберегти файл у ту саму папку з іменем 256цв та з відповідним типом. (Чи змінилося зображення? )

3. Командою Файл/ Открыть відкрити файл 24poзp.bmp.

4. За допомогою команди Файл/ Сохранить как... зберегти файл у ту саму папку з іменем І6цв та з відповідним типом.

(Чи змінилося зображення? Як саме?)

5. Командою Файл/ Открыть відкрити файл 24розр.bmр.

6. За допомогою команди Файл/Сохранить как... зберегти файл у ту саму папку з іменем монохр та з відповідним типом.

(Чи змінилося зображення? Як саме? )

7. Командою Файл/ Открыть відкрити файл 24розр.bmр.

8. За допомогою команди Файл/ Сохранить как... зберегти файл у ту саму папку з іменем Fjpeg та з відповідним типом.

(Чи змінилося зображення? Як саме? Зверніть увагу на межі фігур.)

9. Командою Файл/ Открыть відкрити файл 24розр.bmр.

10. За допомогою команди Файл/ Сохранить как... зберегти файл у ту саму папку з іменем Fgif та з відповідним типом. (Чи змінилося зображення? )

11. Закрити графічний редактор.

12. У вікні Мой компьютер відкрити папку зі створеними малюнками.

Встановіть Вид/ Таблица та порівняйте розмір створених файлів.
(Який найменший, найбільший? Чому? )

13. Переглянути малюнки програмою перегляду зображень. Порівняйте якість малюнків.

14. Обговорити результати роботи, дати відповідь на проблемне запитання.

15. Закрити всі вікна.

Короткі теоретичні ВІДОМОСТІ

Формати файлів

1. Формат GIF (Graphics Interchange Format) розроблено в 1987 році для екранних зображень.

Кожний піксель може мати не більше 256 кольорів, тому файли цього формату досить компактні.
Цей формат досить зручний для малюнків та схем; особливо монохромних. Файли формату мають розширення gif.
Для стиснення даних використовується алгоритм LZW, сутність якого полягає в тому, що в зображенні виділяються рядки,
що повторюються, які замінюю¬ться одним таким, за яким потім можна точно відно¬вити початкову інформацію. 

Цей алгоритм особливо ефективний для стиснення зображень, які складаються з великих областей однакового кольору. Незважаючи на те, що алгоритм LZW не припускає втрат, реальні багатокольорові об'єкти можуть бути спотвореннями

за рахунок зменшення кольоровості до 256, Тому для фотографій цей формат краще не використовувати. 

Отримав популярність в Інтернеті завдяки великому коефіцієнту стиснення та малому обсягу файлів.

Розробники програм, використовуючи формат gif, повинні мати ліцензійну угоду і вносити певну плату за кожний екземпляр програми.

2. Формат TIFF (Tagget Image File Format). Фор¬мат призначений для збереження растрових зображень високої якості.

Це один з основних стандартів професійної й комерційної обробки зображень. 

Імена файлів цього формату мають розширення tiff або tif. Формат файлів зображення визначається певною сукупністю дескрипторів, які описують тип даних, що містяться у файлі, тому вони є складними для декодування. Це також призводить до того, що tiff-файли, створені однією програмою, не завжди можуть читатися іншою програмою або можуть не читатися окремі символи. Файли формату tiff можуть бути стиснені методами RLE, LZW та деякими іншими методами. Тому для розпакування цих архівів потрібні певні програми.

Незважаючи на свою складність, фо¬рмат tiff дозволяє кодувати будь-яке зображення без втрати 

якості й залишається одним із кращих. Дозволяє кодувати в одному файлі декілька зображень, для кожного з яких використовується свій набір дескрипторів. Максимальна глибина кольору файлів зображення дорівнює 48 біт.

3. Формат JPEG (Joint Photographie Experts Group).

Використовує растровий метод і призначений для збереження фотозображень, зокрема, відсканованих фотографій. 

Імена файлів мають розширення jpg. Глибина кольору 24 біти. Використовуваний метод стиснення JPEG для цього формату має великий коефіцієнт стиснення, але це досягається за рахунок втрати частини інформації. Стиснений

файл може досягати 10% від початкового. Після ро¬зпакування файл може відрізнятися від оригіналу, але ці відмінності
не значні. У процесі форматуван¬ня зображення у форматі JPEG користувач встанов¬лює показник стиснення або показник 

якості зображення. Якість відтвореного зображення визначається коефіцієнтом стиснення: чим більше стиснення, тим більші

втрати і тим нижча якість фотографій. Високий коефіцієнт стиснення викори¬стовується для зображень на веб-сторінках,
тому що вони повинні бути невеликих розмірів, щоб не сповільнювати передачу через Інтернет. Оптимальні показники якості,
які забезпечують кращий баланс між коефіцієнтом стиснення та якістю зображення, різні для різних зображень 

і, звичайно, можуть бути знайдені тільки методом проб і помилок. Зазначимо, що стиснення більш ніж на 90% призводить до помітних артдефектів. Тому стискати більше цього значення неприпустимо. Формат найчастіше використовується для розміщення в Інтернеті повнокольорових зображень. Відзначимо, що GIF, PNG і JPEG є основними графічними растровими форматами Інтернету.

4. Формат PNG (Portable Network Graphics). Розроблений з метою заміни GIF і JPEG-формату. В імені файлу використовується розширення png. Стиснення файлів здійснюється за методом ZIP без втрат якості зображення.

Глибина кольору досягає 48 біт. Формат може використовуватися безкоштовно.
В одному файлі не може зберігатися декілька зображень, тому анімація недоступна 

(розробники запевнюють, що цей недолік є тимчасовим). Формат PNG має спеціальні фільтри попередньої обробки.

Вони значно підвищують ефективність стиснення, особливо для 24-бітних фотографічних зображень з
плавними кольоровими переходами. Однак це призводить до того, що для запису й читання png-файлів 

потрібно більше часу порівняно з іншими форматами. Формат PNG може використовуватися для збереження мастер- копій зображень.

5. Формат BMP. Це формат растрових графічних зображень в ОС Windows.

Підтримується всіма додатками, які працюють у цьому середовищі. 

В імені файла вказується розширення bmp, а інколи — rie. Розширення rie вказує на те,

що виконано стиснення растрової інформації методом RLE, що викорис¬товується для обробки файла формату bmp.
У файлах формату bmp використовується глибина кольору в 1, 4, 8,16 або 24 біти.

6. Формат PCX. Це був перший формат файлів растрової графіки в комп'ютерах IBM PC. В імені файла вказується розширення рсх. Інформація у файлах цього формату може стискуватися за мето¬дом RLE.

Кодування кольору пікселів виконується з глибиною в 1, 4, 8 або 24 біти. Області використання популярного
в минулому формату нині поступово зменшуються. 

7. Формат PSD (PhotoShop Document). Це один із найпотужніших форматів- векторної графіки.

Імена файлів мають розширення psd і є власним форматом програми Adobe Photoshop.
Підтримує 48-розрядне кодування кольору. Недолік формату полягає в тому, що існуючі алгоритми 

не забезпечують високу ступінь стиснення, тому файли виходять великими.

8. Формат PhotoCD. Має розширення pcd. Розро¬блено фірмою Kodak для збереження цифрових растрових

зображень високої якості.

9. Формат WMF (Windows MetaFile). Формат збереження векторних зображень ОС Windows.

Імена файлів мають розширення wmf. Підтримується додатками ОС Windows.

10. Формат EPS (Encapsulated PostScript). Призначений для векторних і растрових зображень мовою PostScript. Імена файлів мають розширення eps. Для відображення на екрані векторного зображення використовується формат WMF,

а растрового — TIFF. Справжнє зображення на виході вихід¬ного пристрою можна отримати після перетворення 

файла у формат PDF або за допомогою спеціальних програм перегляду.

На розмір растрового файла впливає якість малюнка (кількість пікселів по горизонталі та вертикалі) та кількість кольорів.

При монохромному зображенні для кожного пікселя ви¬діляється 1 розряд двійкового коду — 1 біт (0 або 1). 

Якщо використовується палітра в 16 кольорів, потрібні 4 розряди для кожного пікселя (0000, 0001, 0010, 0011, 0100... — 24 = 16), 256 кольорів — 8 розрядів (байт).

24-розрядна палітра дає змогу використовува¬ти 224 = 16 млн кольорів, код кожного пікселя при цьому займає 3 байти.
При збереженні файлів з типами gif, jpeg застосовуються спец¬іальні алгоритми стиснення інформації,
які певним чином погіршують якість зображення.

Інструкція для консультантів

Мета: дати відповідь на запитання: «Які файли (растрові чи векторні) легше редагувати? »

Хід роботи

1. Відкрийте графічний редактор Paint.

2. Намалюйте просте зображення (мал. 1)

Файл:Мал1.jpg

Мал. 1 3. Спробуйте відокремити овал від прямокутника. 4. Спробуйте змінити розмір якоїсь фігури (мал. 2).

Мал. 2

5. Чи можливо відредагувати растрове зображення?

6. Відкрийте текстовий редактор"Word.

7. Повторіть дії 2—4.

8. Чи можливо відредагувати векторне зображення?

9. Сформулюйте висновок.