Компьютерная графика в дизайне

Последовательный отказ от привязки концепций и приемов к конкретным программным средствам привел к определенным сложностям с выбором терминов. К сожалению, одни и те же графические объекты и средства в различных программных пакетах называются по-разному. Дополнительную путаницу вносят переводчики. Автор старался пользоваться наиболее употребительными терминами, в отдельных случаях приводятся несколько терминов, все сколь либо важные понятия определены явным образом, и все определения сведены в приведенный в конце книги глоссарий.

Поэтому наиболее эффективной стратегией работы с этим учебником представляется его совместное изучение с двумя другими курсами: одним – по редактору векторных, другим – пиксельных изображений. Выбор конкретных программных средств остается за читателем.

Обращение к студентам

Компьютерная графика – удивительный симбиоз науки, творчества и технических достижений. В ее пространстве сегодня существует много специализаций, огромен перечень профессий, в которых применяются ее методы. Даже для не слишком глубокого ознакомления с компьютерной графикой может потребоваться очень много времени и усилий. А чтобы добиться в ней настоящего профессионализма, необходимо потратить на освоение теории и практики многие годы.

Автор надеется, что данная книга поможет вам взять хороший старт на этом пути. Он настаивает на том, что освоение теории компьютерной графики должно идти одновременно с освоением соответствующих программных средств, и рекомендует работу с этой книгой сопровождать изучением прикладных курсов по программным средствам компьютерной графики, благо в хороших учебниках такого рода недостатка нет.

Искренне желаю вам успехов в обучении и творческой работе.

Дмитрий Миронов

Санкт-Петербург, ноябрь 2007 года

Благодарности

Автор благодарен многим людям, без помощи которых эта книга не состоялась бы.

В первую очередь это его коллеги по факультету информационных технологий и медиадизайна Санкт-Петербургского университета культуры и искусств, многолетнее сотрудничество с которыми дало автору очень много как в профессиональном, так и в личностном плане. Отдельные благодарности декану Т. В. Ляшенко и научному руководителю направления "Медиадизайн" |Л. Н. Пахомовой|.

Автор также признателен многим своим студентам, чей искренний интерес к компьютерной графике и энергия сыграли роль мощного стимула в работе над этой книгой.

Выражаю свою благодарность коллегам по Северо-Западной академии государственной службы, в первую очередь ректору А. С. Горшкову и первому проректору А. С. Тургаеву, за поддержку и помощь в многолетней работе.

Отдельные благодарности коллективу издательства "БХВ-Петербург", всем профессионалам, благодаря труду которых вышла в свет эта книга, в первую очередь В. А. Сергееву и Е. В. Кондуковой.

Автор благодарит В. М. Либермана, А. Д. Сухотина, А. С. Федорова, И. О. Крестовского за многолетнюю дружескую помощь и поддержку.

И наконец, я ничего не смог бы сделать без постоянной поддержки и понимания со стороны своей семьи, супруги Ирины и дочерей.

Часть I

Информационные модели и цвет

1.1. Предмет компьютерной графики, ее инструментарий и прикладные области

В этой главе рассматривается предмет компьютерной графики как научно-прикладной дисциплины, выделяются ее разделы, имеющие непосредственное отношение к дизайну, и сферы практической деятельности, в которых в настоящее время требуется квалифицированный труд специалистов, получивших подготовку в области компьютерной графики.

1.1.1. Предмет компьютерной графики

Предмет компьютерной графики – автоматизированные информационные процессы, связанные с различными аспектами работы с изображениями, представленными в цифровом виде в соответствии с той или иной информационной моделью. В наиболее общей форме такие информационные процессы можно разбить на три категории:

• создание изображения при автоматическом или автоматизированном построении его информационной модели;

• модификация изображения с помощью воздействия на его информационную модель;

• преобразование изображения, представленного в формате информационной модели в объект визуальной коммуникации.

Первая категория информационных процессов формирует первичную информационную модель изображения, с которой впоследствии можно работать, внося в нее изменения средствами программ для работы с графикой, или сохранять в формате графических файлов для последующего использования. В результате этого будет создан ранее не существовавший файл, содержащий информационную модель, представленную в соответствии с тем или иным форматом. Пример такого процесса – сканирование изображения. Подробнее процессы первой категории рассмотрены в главе 3.2 и разд. 2.9.5.

Вторая категория включает в себя все, что относится к редактированию изображения. Пример такого процесса – составление коллажа из имеющихся изображений. Для процессов этой категории характерно внесение изменений в ранее построенную информационную модель с сохранением полученного результата в исходном или новом файле (файлах). Подобным процессам посвящена большая часть настоящего учебника.

Третья категория информационных процессов преобразует цифровое представление информационной модели изображения в объект, доступный для непосредственного визуального восприятия. Иногда эти процессы называют выводом изображения. Примером может служить печать цифровой фотографии в лаборатории или просмотр той же фотографии на экране компьютера. Подробнее эти процессы рассмотрены в главе 2.10 и разд. 3.1.5–3.1.6.

1.1.2. Объектная диаграмма предметной области компьютерной графики

Под предметной областью понимается совокупность объектов, имеющих существенное отношение к той или иной сфере деятельности и важных для этой сферы связей между этими объектами. Объектная диаграмма (рис. 1.1.1) представляет собой схематическое графическое изображение этих объектов и связей.

Рис. 1.1.1. Объекты и связи в предметной области компьютерной графики

Семантика объектов и связей, представленных на объектной диаграмме, рассматривается в следующих разделах.

1.1.3. Информационные модели

Информационная модель объекта или явления – совокупность структурированных данных, достаточно полно описывающая существенные для задач моделирования (релевантные) аспекты этого объекта или явления, и операций, с помощью которых пользователь может изучать модель и вносить в нее изменения. Применение информационной модели взамен реального явления или объекта дает возможность работать с ними с помощью автоматизированных информационных технологий. Преимущества такого подхода по сравнению с традиционной технологией обработки изображений следующие:

• сокращение времени за счет использования быстродействующих компьютеров;

• удешевление благодаря исключению из процесса дорогостоящих материальных объектов;

• упрощение за счет удобной программной реализации сложных операций;

• возможность создания абсолютно точных копий изображений с пренебрежимо малыми затратами времени и средств;

• возможность доступа пользователя к изображениям через современные средства телекоммуникаций.

В приведенном списке перечислены только основные преимущества, но и их вполне достаточно, чтобы сделать очевидный вывод – работа с информационными моделями изображения средствами компьютерной графики позволяет резко увеличить эффективность труда во многих отраслях деятельности, связанной с созданием и обработкой изображений.

Информационная модель тесно связана с другим объектом предметной области компьютерной графики – программными средствами, поскольку только с их помощью можно построить и отредактировать информационную модель изображения, а также получить по этой модели изображение в визуально воспринимаемом виде.

1.1.4. Программные средства

Программным средством называется совокупность программных модулей, обеспечивающих автоматизацию выполнения операций с данными, представленными в формате той или иной информационной модели. Программные средства выполняют две основные функции:

• автоматизируют выполнение рутинных операций и их последовательностей за счет алгоритмов, реализованных в программных модулях;

• обеспечивают возможность воздействия пользователя на состав и значения параметров информационной модели через средства интерфейса пользователя (как правило, графического).

Программные средства обычно обеспечивают автоматизацию решения комплекса задач, относящихся к сравнительно четко очерченной прикладной области. В компьютерной графике чаще других встречаются следующие категории программных средств:

• графические редакторы;

• подключаемые модули (плагины);

• драйверы графических устройств;

• средства просмотра изображений;