Растрова графіка
Якщо узяти звичайну газетну ілюстрацію і гарненько її розглянути, бажано під лупою, то можна побачити, що вона насправді складається з безлічі крапок. Ці крапки можуть бути як жирно-чорними (у тих місцях, де на ілюстрації видно глибокий чорний фон), так і більш менш сірими (де присутні півтони) або взагалі бути майже непомітними (на білих місцях). Якщо розглядати таку ілюстрацію на деякій відстані, а не впритул, як зробили ми, окремі крапки зливаються в єдине зображення. Можна сказати, що звичайна газетна ілюстрація - класичний приклад растрової графіки.
Растрова графіка вперше була створена поліграфістами для того, щоб з мінімальною витратою фарби друкувати на папері ілюстрації. При цьому на початкове зображення немов би накладається тонка сітка, звана растром, і зображення виявляється розбитим на безліч крапок (пікселів). Після цього залишається тільки обчислити інтенсивність чорного кольору в кожній точці растру або, для кольорового зображення, колір крапки і, можливо, її прозорість. Цей процес називається растеризуванням. Отримані в результаті растеризування дані або відразу ж переносяться на друкарські плівки, або записуються у файл для подальшої обробки.
Векторна графіка
Припустимо, що будь-яке, навіть дуже складне графічне зображення можна розбити на прості елементи: прямі, криві, еліпси, прямокутники і тому подібне Ці прості елементи, звані графічними примітивами, можна описати певними формулами. В результаті вийде набір параметрів, використовуючи які, можна точно відтворити початковий набір графічних примітивів, а значить, і початкове зображення.
Така графіка, що складається з окремих примітивів, називається векторною графікою. Саме у такому вигляді зберігаються зображення Flash.
Гібридна графіка
Власне, гібридна графіка - це різновид векторної графіки, що містить усередині себе растрові зображення. Завдяки цьому часто вдається подолати найголовніші недоліки і растровою, і векторної графіки: великий розмір (у растрової графіки) і неможливість точної передачі півтонових зображень (векторною графікою).
Гібридне зображення розбите на фрагменти, частина з яких виконана в растровому, а частина - у векторному вигляді. Зазвичай всі півтонові фрагменти винесення, схеми, карти і тому подібне Таким чином досягається компроміс між якістю зображення і розміром файлу.
Всі сучасні редактори векторної графіки, зокрема Flash, надають можливість створення гібридної графіки. Фактичних можна навіть назвати редакторами гібридної графіки. Також гібридну графіку створюють і програми настільних видавництв.
Застосування різних видів графіки
Якщо на світі існує два види комп'ютерної графіки, значить, це ко-му-топотрібне. Давайте ж з'ясуємо, кому і, головне, в яких випадках це потрібно.
Головний козир растрової графіки - точність передачі зображень, що сканують. При цьому растрова графіка займає тим більший об'єм, чим більше само зображення, і не надає ніяких можливостей по його обробці (масштабуванню, спотворенню, повороту, перефарбовуванню). Головний козир векторної графіки - виняткові можливості обробки зображення. Недолік - неможливість збереження у векторному виді півтонових зображень в близькому до оригіналу вигляді. Виходячи з цього, можна визначити область застосування для кожного виду комп'ютерної графіки.
Отже, растрова графіка застосовується для:
збереження півтонових зображень (картини, що сканують або спочатку намальовані на комп'ютері, фотографії);
створення невеликих за розміром зображень для оформлення програм або Web-страниц. В цьому випадку, як правило, критичні швидкість виводу на екран і розмір "відповідальної" за вивід програмної коди, а зовсім не розмір зображення.
Векторна графіка краще всього підійде, якщо потрібно:
зберегти штрихові зображення (карти, креслення, малюнки олівцем, гравюри) в електронному вигляді;
створити невеликі зображення, которие'в подальшому всіляко оброблятимуться при виводі. Хороший приклад таких зображень - шрифти формату TrueType, які при виводі на екран не тільки мас-штабируются, але і розфарбовуються в різні кольори, повертаються і тому подібне і растрову графіку. Пам'ятаєте, і, зрозуміло, знайте про їх переваги.
Більшість поширених графічних форматів - растрові. Спочатку їх і розглянемо.
BMP
Формат BMP (BitMaP - бітова матриця) - простий формат запису растрових зображень. Розроблений фірмою Microsoft для збереження графіки в операційній системі Windows і сумісних з нею програмах.
Для цього підтримка формату BMP була вбудована безпосередньо в ядро системи Windows. Також відомий під назвою DIB (DeviceIndependentBitmap - бітова матриця, не залежна від пристрою виводу).
Графіка зберігається у файлах з розширенням bmp або dib (зустрічається дуже рідко). Підтримує всі колірні відеорежими. Графічні дані можуть бути стислі з використанням простого алгоритму RLE (RunLengthEncoding - кодування із змінною довжиною рядка). Якщо стиснення не використовується, розмір графічного файлу може бути дуже великий.
В даний час - один з найпоширеніших графічних форматів. Підтримується практично всіма графічними програмами. Із-за своєї простоти вимагає для виводу дуже мало системних ресурсів, тому основне його призначення - зберігання зображень, використовуваних як елементи призначеного для користувача інтерфейсу операційної системи. Зокрема, саме у форматі BMP зберігаються системні "шпалери", заставки, ікони і тому подібне
PCX
Формат PCX - один з найстаріших графічних форматів. Він був розроблений на початку восьмидесятих років фірмою Z-Soft, що не існувала нині, для власного растрового графічного редактора РС Paintbrush, що працював в середовищі MS-DOS. Також підтримувався безліччю інших програм, що працювали в середовищі DOS і Windows, і продовжує підтримуватися і понині, хоча і є застарілим.
GIF
Формат GIF (GraphicInterchangeFormat - формат обміну графікою) був розроблений фірмою CompuServe в 1987 році для використання у власній однойменній комп'ютерній мережі. Набув величезного поширення в комп'ютерних мережах, зокрема, в Інтернеті. Мабуть, в даний час більшість комп'ютерної графіки, що використовується в Web-дизайне і взагалі для розповсюдження зображень в Інтернет, збережена в цьому форматі.
Графіка зберігається у файлах з розширенням gif. Підтримуються колірні відеорежими до 256 квітів включно. Для стиснення графіки використовується алгоритм LZW, розроблений ізраїльськими математиками Лемпелом і Зівом. Графіка може бути збережена з чергуванням (по-англійськи -interleaving) рядків; в цьому випадку зображення як би поступово "виявляється" рядок за рядком у міру завантаження файлу.
У 1989 році формат GIF був розширений; нова версія стандарту отримала назву З} Р89а. По-перше, була введена підтримка прозорості або "прозорого" кольору, тобто один колір зі всіх доступних на зображенні міг бути помічений як прозорий, і крізь нього "просвічуватиме" фон зображення. (Професійні графіки часто називають "прозорий" колір альфа-каналом, по-англійськи - alphachannel або просто alpha.) По-друге, з'явилася можливість зберігати в одному файлі декілька зображень, які можуть демонструватися як фільм (так звані "анімовані GIF-файли"; про них ми поговоримо в розділі 12).
Формат GIF чудово підходить для збереження зображень з різкими колірними переходами. Зокрема, Web-дизайнери створюють в цьому форматі елементи оформлення і рекламні баннеридля своїх сторінок, а підтримка прозорості і анімації ним тільки на руку. Іноді в цьому форматі створюються початкові заставки і графічні елементи інтерфейсу програм.
PNG
Формат PNG (PortableNetworkGraphic -- переносима мережева графіка) розроблений співтовариством незалежних програмістів як заміна перехідного в розряд комерційних продуктів формату GIF. Хоча він і підтримується в даний час багатьма графічними пакетами, проте великої популярності в Інтернеті поки не здобув, хоча авторові зустрічалися сайти з PNG-графікою. Також використовується для зберігання графіки, що розробляється в пакеті интернет-графіки MacromediaFireworks.
Графіка зберігається у файлах з розширенням png. Підтримує всі колірні відеорежими. Для стиснення графіки застосовується дуже могутній алгоритм Deflate, що забезпечує сильніше стиснення в порівнянні з LZW. Графіка може бути збережена з чергуванням не тільки рядків, але і стовпців, таким чином, зображення "виявлятиметься" і по рядках, і по стовпцях. Також підтримуються 256 фадацій прозорості (альфа-канала) проти всього двох у GIF і автоматичної корекції яскравості.
Проте, в порівнянні з GIF, формат PNG має і недоліки. Перший великий недолік - PNG не підтримує анімацію. Правда, навряд чи це так вже актуально у зв'язку з повсюдним переходом Web-аниматоров на Flash. Другий недолік - файли формату PNG більше, ніж GIF, приблизно на один кілобайт через те, що в заголовку файлу зберігається значно більше інформації. На мій погляд, це теж не дуже значний недолік: вийшов файл трохи більше - ну і що? Отже, в принципі, вищенаведені недоліки не вплинуть на розповсюдження формату PNG в Інтернеті.
Поки що формат PNG використовується для зберігання графіки, розробленої в Fireworks, і в деяких "просунутих" сайтах. Проте, як вже мовилося, його підтримують практично всі графічні пакети.
JPEG
Формат JPEG (JointPictureEncodingGroup - група кодування нерухомих зображень) розроблений однойменною групою програмістів спеціально для розповсюдження високоякісної графіки в комп'ютерних мережах. Саме для цього він і використовується в даний час. JPEG - другий за поширеністю формат графіки в Інтернеті.
Графіка зберігається у файлах з розширеннями jpeg, jpe або jpg. Підтримується тільки колірний відеорежим TrueColor (24-бітовий колір). Для стиснення графіки використовується виключно могутній алгоритм під назвою JPEG, що фактично включає декілька алгоритмів стиснення для різних випадків. Цей алгоритм реалізує стиснення даних з втратами, коли деяка частина інформації про колір відкидається, і результуючий масив даних стає менше. У всіх інших форматах графіки із стисненням застосовуються алгоритми стиснення даних без втрат.