Аппаратный уровень

Машина должна работать, человек — думать.

Принцип IBM

Аппаратный уровень, в свою очередь, состоит из следующих компонентов (рис. 1.2):

устройства ввода информации (input devices), которые обеспечивают преобразование любых видов информации на самых разнообразных носителях в цифровую форму, что создает условия для ее дальнейшей компьютерной обработки;

ЧАСТЬ I.

НАСТОЛЬНЫЕ ИЗДАТЕЛЬСКИЕ СИСТЕМЫ И ГРАФИКА

Глава 1. Конфигурирование настольных издательских систем
Глава 2. Особенности графической информации и способы ее кодирования

Часть I представляет собой общее введение в настольные издательские системы. Эта информация необходима для того, чтобы познакомить читателя с техническим и программным уровнями, обеспечивающими функционирование систем, применяемых для графических работ. Читатели, которым знакома эта область, могут безболезненно ее пропустить.

Эта часть посвящена краткому знакомству с настольной издательской системой, которую обычно имеют в виду, когда начинают размышлять о том, что требуется (кроме собственных способностей и желания) для плодотворной работы в области графики, дизайна, производства печатных изданий и средств визуальной коммуникации. Следует обратить внимание, что настольная издательская система — это совокупность нескольких уровней, и только их взаимное соответствие друг другу образует работоспособную конфигурацию.

Учитывая заявленный инвариантный характер данной книги, в главе 1 читателю предлагаются самые общие принципы конфигурирования издательских комплексов.

В главе 2 рассматриваются особенности графической информации и способы ее кодирования.

Цифровая фотокамера

Самый существенный технологический прогресс в последние годы характерен для цифровых фотокамер (digital camera). Цифровая фототехника по качеству неуклонно приближается к аналоговой (хотя до полной победы еще пройдет немало времени).

Цифровые фотокамеры устроены как обычные фотоаппараты: используются те же объективы, оптика, диафрагмы и другие элементы. Однако вместо пленки световой поток, прошедший через объектив, попадает на светочувствительную матрицу, которая преобразовывает уровень освещенности в цифровую форму и, как сканер, формирует пиксельное изображение, которое может храниться в камере или непосредственно передаваться в компьютер (например, в условиях студийной съемки).

Достоинством цифровых технологий является возможность мгновенного просмотра отснятого материала и отсутствие химических ("мокрых") процессов.

Дигитайзер

Дигитайзер (digitizer) первоначально разрабатывался для целей автоматического проектирования и использовался в машиностроении, конструкторских бюро и картографии. Его основное предназначение состоит во введении координат точек, по которым специализированное программное приложение строит векторные контуры. Таким образом, дигитайзеры служат для преобразования перемещения специальной мыши, на которой расположены кнопки, определяющие различные типы точек, в векторные изображения. В начале работы обязательна привязка мыши дигитайзера к началу координат планшета дигитайзера. Это дает возможность точно определять и фиксировать абсолютные координаты.

Определяющей особенностью данного устройства является необходимость достаточно аккуратного и квалифицированного оператора.

Фотонаборные автоматы

Фотонаборный автомат (ФНА, в английской терминологии — image setter) предназначен для получения изображения на фотопленке (фотоформе), которая служат промежуточным звеном в создании печатных форм.

Фотонаборные автоматы являются самыми высококачественными выводными устройствами, поскольку высокое разрешение сочетается с надежной повторяемостью и жесткостью растровой точки.

Фотопринтеры

Устройство печати, которое обеспечивает вывод цифровых изображений на стандартные фотоматериалы (фотобумагу или фотопленку), называется фотопринтером. Разумеется, что в этом случае требуется соответствующая обработка экспонированного фотоматериала. По сути дела, фотопринтер выступает в роли традиционного фотоувеличителя, которым пользуются фотографы, работающие с оригиналами на фотопленках.

Стойкость изображений, перенесенных на фотоматериалы, выше, чем у отпечатков, выполненных на струйных принтерах.

Экспонирование фотоматериалов выполняется различными способами с применением лазеров или светодиодов, генерирующих красное, зеленое и синее излучения. Возможно использование галогенной лампы и цветных фильтров.

Такие принтеры характеризуются высоким разрешением. Поскольку на каждый пиксел изображения обеспечивается 256 уровней яркости, даже при относительно небольших значениях разрешения (диапазон от 200 до 500 ppi) "полутоновое" разрешение увеличивается до 4000 dpi.

Гибкий диск

Гибкий диск (дискета) является самым доступным и дешевым устройством хранения цифровой информации. Практически каждый персональный компьютер снабжается дисководом для дискет. Однако считать их надежным носителем информации не приходится, да и объем их по современным меркам крайне мал. Дискеты 5,25 дюйма уже исчезли из употребления, их место заняли дискеты размером 3,5 дюйма (89 мм) и объемом 1,44 Мбайт. У этих дискет жесткий пластиковый корпус и металлическая защелка.

представлены необходимые технические условия,

Глава 1

.

Конфигурирование настольных издательских систем

В главе 1 представлены необходимые технические условия, программное обеспечение и требования к пользователю, которые создают условия для обращения к цифровой графике и компьютерному дизайну.

В этой главе рассматриваются только самые общие принципы работы используемых устройств, их основные параметры и некоторые особенности. В составе настольных издательских систем выделяется три уровня: аппаратный, программный и пользовательский. Данная область изменяется слишком динамично, чтобы имело смысл касаться конкретных моделей, существующих на момент написания книги. Мы полагаем, что понимание принципа работы и знание основных параметров окажется полезным при обсуждении, выборе и приобретении конкретных моделей.

Конфигурирование настольных издательских систем

ЧАСТЬ I НАСТОЛЬНЫЕ ИЗДАТЕЛЬСКИЕ СИСТЕМЫ и ГРАФИКА Глава 1 Конфигурирование настольных издательских систем Уровни настольной издательской системы Аппаратный уровень Устройства ввода Клавиатура Мышь и трекболл Сканер Цифровая фотокамера Графический планшет Дигитайзер Устройства обработки, хранения и передачи цифровой информации Основные параметры компьютера Устройства хранения Гибкий диск Жесткий диск Сменный диск Компактный диск Магнитооптический диск Стриммер Устройства вывода Мониторы Принтеры Струйные принтеры Фотопринтеры Лазерные принтеры Фотонаборные автоматы Графопостроители Программный уровень Программы пиксельной графики Программы векторной графики Программы верстки Программы трехмерной графики Пользовательский уровень

Данная глава обеспечивает переход от

Глава 2.

Особенности графической информации и способы ее кодирования

Данная глава обеспечивает переход от формальной структуры настольных издательских систем к содержательной стороне деятельности компьютерных дизайнеров — графическим изображениям.

Для перехода к основам кодирования графической информации необходимо рассмотреть своеобразие графической информации в целом.

Все многообразие художественной графики, в отличие от письменности, не располагает предварительным набором выделенных элементов, поэтому для преобразования изображений необходимо использовать принудительное разбиение на линейные или пространственные элементы в соответствии со способом кодирования пиксельной или векторной графики, о которых речь впереди (этому и посвящена большая часть книги).

Особенности графической информации и способы ее кодирования

Глава 2 Особенности графической информации и способы ее кодирования Графическая информация Способы кодирования графической информации

Графическая информация

Прежде чем приступать к обсуждению основ цифровой (компьютерной) графики, необходимо рассмотреть особенности графической информации как таковой.

Графическое представление информации используется во многих областях визуальной коммуникации: от произведений изобразительного искусства, которое призвано будить у человека эмоции и вызывать чувство прекрасного, до всевозможных символов, например дорожных знаков, которые предназначены только для информативных целей и у опытных водителей могут даже не достигать области осознаваемого восприятия.

Графические образы составляют основу мышления многих специалистов, в ряду которых почетное место занимают графические дизайнеры — люди с наглядно-образным складом.

О любопытных примерах результатов графического мышления см. в приложении 2.

Владение техникой компьютерной визуализации своих идей требует основательной подготовки и понимания своеобразия графической информации (традиционной графики, которая развивалась много столетий) с точки зрения перевода ее на "компьютерные рельсы".

Определение

Под графической информацией мы понимаем всю совокупность информации, которая нанесена на самые различные носители — бумагу, пленку, кальку, картон, холст, оргалит, стекло, стену и т. д. В определенной степени графической информацией можно считать и объективную реальность, на которую направлен объектив фотоаппарата или цифровой камеры...

Многообразие графических носителей и видов изображения, в общем, не поддается учету и вовсе не потому, что их число бесконечно, а потому, что существует огромное количество промежуточных вариантов. Действительно, мы не можем их суммировать и составить список (алфавит), подобный тому, который можно составить из букв, цифр и знаков, применяемых в конкретных языках.

Справка

Совокупность букв, знаков и цифр исторически уже давно приведена в систему, по крайней мере, в алфавитах, которые являются фонетическими. Все европейские языки имеют фонетический алфавит в противоположность языкам дальневосточных народов — китайского, корейского и японского, у которых письменность фиксирует не звуки (а точнее, не фонемы), а целое понятие — иероглифы.

Пример

Впрочем, и в современных европейских языках имеется пример иероглифического принципа, а именно цифры. Мы используем цифры, быть может, не задумываясь об одной их интересной особенности. Мы имеем в виду, что в разных языках цифры пишутся одинаково, а читаются (и произносятся) по-разному. Это пример типичного иероглифа.

Этот пример приведен для того, чтобы показать, что элементы (буквы или цифры), необходимые для процедуры кодирования, уже выделены за длительный исторический период. Поэтому отдельные и независимые друг от друга элементы (например, буквы алфавита) можно представить в виде списка с конечным и фиксированным количеством строк.

Когда же мы обращаемся к графической информации — рисункам, акварелям, картинам, фотографиям и прочим изобразительным объектам, то в них мы не находим таких универсальных и естественных элементов, которыми мы могли бы оперировать, как буквами, для создания любого изображения.

Справка

Впрочем, попытки составить единую систему изображений имели место в истории искусства. Например, можно назвать английского живописца, графика и теоретика искусства Уильяма Хогарта (Hogarth) (1697—1764), который признан основоположником социально-критического направления в европейском искусстве. Для нашей темы он интересен не тем, что считается мастером сатирического бытового жанра, разоблачающего пороки аристократии (как мы теперь видим, это бесполезно), а тем, что пытался найти универсальный графический алфавит, в чем потерпел неудачу. Хотя ради справедливости стоит заметить, что кривая, которую художник гениально выделил как эталонную в XVIII веке, напоминает по виду кривую Безье.

Подробную информацию о кривой Безье см. в части IV.

В действительности, никакого графического алфавита создать не удается, потому что всякий раз изобразительное произведение создается особым способом: применяются различные материалы, разные инструменты, иные приемы и т. д.

В этом заключается главное отличие между письменностью и изобразительной деятельностью, хотя эти области близки и исторически, и по существу. Алфавит является универсальным средством, которое позволяет при ограниченном числе элементов составлять неограниченное количество текстов. Поэтому алфавит представляет собой определенную систему конкретных знаков, которые установлены в нашем обществе, — и каждый, владеющий языком, понимает написанное (если, конечно, умеет читать).

Для изобразительной деятельности такого строгого перечня элементов не существует, следовательно, возможность кодирования должна базироваться на другом подходе, нежели стандартные элементы, вроде букв или цифр.

Важная мысль

Для изобразительной деятельности не существует строгого перечня элементов, а следовательно, их список невозможен.

В связи с такой ситуацией возникает глобальная задача — выяснить, каким образом можно превратить любые изображения в цифровые коды, с которыми только и могут работать компьютерные устройства.

Эта задача конкретизируется тем, что необходимо придумать способ, который позволил бы оперировать в компьютерных технологиях не только тек-

стом. С текстом, как уже сказано, все ясно: существует алфавит, каждому символу ставится в соответствие код, который фиксируется в оперативной памяти или на диске. Необходимо разработать идентичный способ работы с любыми типами изображений.

Замечание

Следует обратить внимание на различие подходов человека и электронного устройства к изображению.

Для человека любое изображение, даже далекое от реалистической фотографии, представляет собой содержательную структуру: каждый из нас в состоянии отличить портрет от пейзажа, фигуру человека от вазы фруктов и т. д. Это возможно потому, что зрительное восприятие происходит не столько с помощью органов зрения, сколько с помощью мощного интеллекта, который обладает удивительными способностями распознавания. Например, для человека вполне реально узнать лицо другого человека, которого не видел несколько десятков лет (а человек уже успел постареть, изменить свою внешность).

Техническим системам, даже использующим современные вычислительные мощности, такие задачи пока не под силу.

Как же можно обойти это ограничение и получить возможность превращать произвольное изображение в цифровое? Ответу на этот вопрос и посвящена данная книга.

Графический планшет

Графические планшеты (graphics tablet) предназначены для тех, кому привычнее и милее кисть и карандаш, нежели неестественные манипуляции с мышью.

Графический планшет, конечно, не является полным аналогом художественного планшета: пользователю все равно приходится смотреть не на

планшет, а на экран монитора, но зато рука получает возможность двигаться свободно (как говорят художники, "пластично") и очень близко к традиционному рисованию.

Разумеется, электронная форма этого инструмента не может не быть насыщенной дополнительными функциями. Например, степень давления (до 1024 уровней) может преобразовываться в толщину штриха, в уровень тона или даже цвета.

Электронное перо (stylus), которое входит в состав графического планшета, может служить не только карандашом, но и ластиком и некоторыми другими инструментами, а также заменять мышь для выполнения команд.

Графопостроители

Устройство, позволяющее представлять цифровые изобразительные данные в виде линейных рисунков, графиков, схем, чертежей и карт на бумаге, называют обычно графопостроителем, или плоттером. Компьютер управляет специальным рисующим элементом, который чертит линии по поверхности бумаги (или режущим элементом, который обеспечивает разрезание).

Различают планшетные и барабанные графопостроители. В планшетном пишущий элемент передвигается по поверхности в двух направлениях, в барабанном — только поперек рулона бумаги, а бумага перемещается вперед-назад.

Жесткий диск

Жесткий диск — устройство хранения цифровой информации (накопитель, он же винчестер) предназначен для постоянного хранения любой информации, используемой в компьютерных технологиях: модулей операционной системы, программных приложений, в том числе графических редакторов, текстовых, изобразительных и звуковых документов и т. д. Жесткий диск завоевал свое уникальное положение потому, что он обеспечивает наиболее быстрый доступ к данным, высокую скорость чтения и записи данных. Накопитель на жестком диске характеризуется следующими параметрами,

Емкость диска, т. е. максимальное количество информации, которое может быть размещено на диске. Этот параметр изменяется чрезвычайно бурно, вместе с тем, никакого объема не бывает достаточно.
Быстродействие, т. е. время доступа к информации и скорость чтения и записи информации. Эти параметры соотносятся как время разгона и максимальная скорость автомобиля.
Интерфейс, т. е. тип контроллера, с помощью которого жесткий диск присоединяется.

Клавиатура

Клавиатура (keyboard) по-прежнему является основным устройством для ввода текстовой информации.

Компактный диск

Компактный диск (CD — compact disk) представляет собой подобие граммофонной пластинки на новом технологическом уровне, поскольку предназначен только для "проигрывания" однажды записанной информации. Компакт-диски используются только для чтения содержащейся на них информации. Компьютерные компакт-диски очень дешевы в производстве и вмещают до 640 Мбайт информации, поэтому сейчас практически большинство дистрибутивов программ, в особенности большие программные пакеты, игры, энциклопедии, справочники, словари и многое другое распространяются только на компакт-дисках.

Лазерные принтеры

Работа монохромных лазерных принтеров основана на электрографическом принципе.

Сперва барабан с фоточувствительным покрытием приобретает поверхностный электрический заряд (покрытие не проводит электрический ток в темноте и заряд сохраняется, как в конденсаторе). Затем луч лазера, который отражается от многогранного вращающегося зеркала, пробегает вдоль поверхности барабана и рисует изображение. Те точки на поверхности барабана, на которые попал свет лазерного луча, теряют электрический заряд (покрытие начинает проводить ток под действием света).

На поверхности барабана образуется скрытый рисунок в виде отсутствия/присутствия точечных электрических зарядов. Затем специальное устройство, содержащее порошок тонера (красителя), частички которого имеют такой же электрический заряд, как исходная поверхность барабана, переносит тонер на барабан (тонер прилипает к тем точкам, которые уже подверглись действию света, а точки барабана, сохранившие заряд, отталкивают тонер). Теперь лист бумаги плотно прижимается к барабану, тонер переносится в основном на бумагу, а лист бумаги проходит через печку, тонер подплавляется и прочно сцепляется с бумагой.

Особенностью электрографического принципа является то, что весь рисунок перед печатью должен быть загружен во внутреннюю память принтера именно в виде пиксельного (битового, bitmap) представления. Для цветных лазерных принтеров требуемый объем внутренней памяти возрастает в три-четыре раза.

Магнитооптический диск

Магнитооптический диск применяется для резервирования и хранения данных. Пользователь может работать с такими дисками, как с обычными жесткими дисками, только они съемные и являются более медленными. Дис-ководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт.

Мониторы

Кажется, что мониторы представляют собой неотъемлемую часть компьютера, однако так было не всегда, кроме того, монитор — это только наиболее заметная часть видеосистемы.

На самом деле видеосистема IBM-совместимого компьютера состоит, как минимум, из двух частей: собственно монитора, который очевиден каждому, и видеоплаты (адаптера), которая располагается в системном блоке компьютера. Такая структура позволяет осуществлять индивидуальное конфигурирование видеосистемы.

Монитор (дисплей) предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. Современное программное обеспечение использует только графический режим. В таком режиме экран состоит из множества точек, каждая из которых обеспечивает определенный диапазон цветов. Количество точек на экране называется разрешающей способностью монитора в одном из стандартных режимов. Следует заметить, что разрешение экрана не зависит от размеров экрана монитора. Эта информация очень важна для Web-дизайнеров.

Монитор с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) по принципам работы ничем не отличается от обычного телевизора (при наличии тюнера может служить телеприемником), но имеет более высокие параметры, т. к. предназначен для работы на достаточно близком расстоянии и призван служить для задач, связанных с точными работами с изображением и цветом.

Мышь и трекболл

Устройство типа мышь (mouse) создавалось как средство свободного, позиционирования курсора на экране с графическим интерфейсом (указатель мыши на экране перемещается синхронно с движением мыши по коврику). С помощью этого устройства можно также осуществлять "ввод" графической информации — это свободное рисование "от руки". Разумеется, мышь не самое оптимальное устройство для рисования, но поскольку им всегда комплектуется компьютерная система, то это самый массовый инструмент художника.

Смотрите далее информацию о графическом планшете.

Вариацией мыши является устройство, названию которого нет эквивалента в русском языке, — трекболл (trackball). Вариация состоит в том, что трекболл легче всего представить как перевернутую мышь, у которой шарик вращается не от трения по поверхности коврика, а от прикосновения пальцев пользователя. Применение трекболла диктуется ограниченным местом или мобильностью, в частности он встраивается в переносные компьютеры (notebook или laptop).

Основные параметры компьютера

Работа с графикой, особенно предназначенной для полиграфических целей, требует достаточно значительных параметров используемого компьютера. К сожалению (только для автора), темпы технологического прогресса в этой области необычайно высоки, а сроки написания, подготовки, печатания и распространения книги не поспевают за ними, поэтому мы рассмотрим только принципиальные параметры, которые необходимо понимать каждому дизайнеру, садящемуся за компьютер.

Персональный компьютер — это, прежде всего, системный блок, в котором располагаются все основные узлы компьютера. Для нас важно отметить, что системный блок включает электронные схемы, расположенные на системной (материнской) плате: микропроцессор, сопроцессор, плату памяти, контроллеры устройств (например, клавиатуры и дополнительных устройств), системную магистраль данных (шину данных), которая обеспечивает связь с адаптером монитора, адаптерами портов и контроллерами дисков. "Мозгом" компьютера является микропроцессор — центральное устройство компьютера — электронная схема размером в несколько квадратных сантиметров, которая обеспечивает выполнение всех прикладных программ и управление всеми устройствами. Микропроцессор выполнен в виде сверхбольшой (не по размеру, а по количеству электронных компонентов, число которых достигает нескольких миллионов) интегральной схемы, расположенной на кремниевой пластинке.

Микропроцессоры могут различаться по следующим основным параметрам (не считая, разумеется, цены).

Тип (модель) означает поколение микропроцессоров, например существуют процессоры серий, которые обобщенно называются "286", "386", "486", "Pentium".
Тактовая частота определяет количество элементарных операций, выполняемых в одну секунду. Она измеряется в герцах (Гц). Тактовая частота служит основным параметром, обеспечивающим производительность процессора. Чем выше тип процессора, тем выше тактовая частота. Одна из первых моделей персональных компьютеров располагала процессором с тактовой частотой 4,77 МГц, а последние процессоры перешагнули барьер в 1 ГГц.
Разрядность определяет количество битов, передаваемых одновременно (синхронно) по информационным шинам. Производительность компьютера также напрямую связана с разрядностью. Этот параметр изменяется скачкообразно: 8 разрядов, затем 16, 32 разряда и, наконец, 64-разрядные шины.

Компьютер в целом характеризуется и рядом других параметров, влияющих на его производительность.

Оперативная память (или ОЗУ — оперативное запоминающее устройство) определяет объем памяти, которым "распоряжается" процессор. Оперативная память — это быстрая и энергозависимая (при отключении электропитания информация полностью теряется) память, в которой располагается исполняемая в данный момент программа и необходимые для этого данные. Чем выше это значение, тем больший объем информации может быть одновременно доступен для обработки. Объем оперативной памяти за относительно короткий исторический период увеличивался с 640 Кбайт до десятков Мбайт в современных системах (причем даже в самых скромных конфигурациях). Быстродействие (скорость работы) компьютера напрямую зависит и от величины ОЗУ.
Видеопамять — это отдельное ОЗУ, расположенное на специализированной видеоплате. Эта память содержит данные, соответствующие текущему изображению на экране.

В современном персональном компьютере реализован принцип открытой архитектуры, который позволяет практически свободно менять состав устройств (модулей). К главной информационной магистрали подключается большое количество периферийных устройств. При этом очень важно, что одни устройства могут заменяться на другие. Не являются исключением даже микропроцессор и микросхемы оперативной памяти.

Аппаратное подключение периферийных устройств к информационной магистрали осуществляется через особый блок, который получил название контроллера (иногда его называют адаптером). А программное управление работой внешних устройств обеспечивается также особыми программами -драйверами, которые, как правило, интегрируются в операционную систему.

Пользовательский уровень

Детская любовь к машине. Уверенность в том, что она может сделать все.

Илья Ильф

Пользовательский уровень — это мы с вами, уважаемые читатели, поскольку разработчики аппаратных устройств и программных средств именуют нас "пользователями". На этом уровне нет никаких технических условий и параметров, а есть только требования профессии и того дела, ради которого человек набирается решимости и садится к компьютеру.

Если говорить о компьютерном дизайне и графике, то, на наш взгляд, самым важным представляется знание предметной области — представление о концепциях изобразительного (визуального) искусства и чувство композиции. Это тем более важно, что компьютерные технологии, являясь концентрированным опытом и суммой навыков, достаточно легко и просто позволяют выполнить все формальные действия, присущие, например, компоновке страницы, а результат — увы — нельзя считать не только фактом искусства, но даже и элементарным ремеслом.

Действительно, относительно легко набрать текст, присвоить ему самое разнообразное форматирование, отсканировать любое изображение или выбрать его из огромного числа библиотек, импортировать и использовать какой-либо "заковыристый" фильтр (или несколько, которые преобразят исходное изображение до неузнаваемости), разместить все это на произвольном количестве страниц. Столь же легко продолжить технологическую цепочку, а именно, напечатать на приличном цветном принтере и получить "добро" у заказчика, отдать на цветоделение и за вполне разумные деньги получить тираж.

Все эти действия технологически правильны и разумны, но результат с точки зрения дизайна может быть (и, к сожалению, бывает) довольно плачевным. Эстетическая и художественная составляющие — увы! — не являются частью компьютерных, технических и программных систем, а целиком возложены на плечи человека, который предлагает идею и осуществляет свой замысел средствами компьютерных технологий. Следовательно, компьютер и все его содержание — это не более чем инструмент, как кисть, карандаш или перо. Только в отличие от них, компьютер — это инструмент, аккумулирующий технологический опыт и знания.

Следующим по важности, с нашей точки зрения, представляется знание конкретных программных приложений и связанных с ними соответствующих технологий. Краткая информация о программах уже предлагалась, а логические основания их технологий — это предмет обсуждения данной книги.

И наконец, для успешной работы, безусловно, требуются общекомпьютерные знания. Сюда можно отнести умение работать в одной или нескольких операционных системах, понимать принципы файловой организации, разбираться в вопросах управления периферийными устройствами (монитором, сканером, принтером), пользоваться устройствами хранения информации, электронной почтой, интернетом и т. д.

Таким образом, серьезному пользователю, который претендует стать профессионалом, следует отбросить иллюзии о том, что компьютер делает что-либо сам по себе (по своей воле компьютер только ломается) и, засучив рукава, начать осваивать все магистрали, а затем и закоулки огромной бурно и непрерывно развивающейся страны под названием Компьютерные Технологии.

Свободное путешествие основано на точных и уверенных знаниях. Иного пути не дано. Удачи!

Настольные издательские системы — это достаточно сложный комплекс аппаратных устройств, программного обеспечения и "человеческого фактора".
Для надежного и результативного функционирования настольной издательской системы необходимо взаимное соответствие всех уровней друг другу.
Важным фактором, осложняющим деятельность компьютерного дизайнера, является процесс непрерывного изменения аппаратного и особенно программного "хозяйства".
Для преодоления последнего фактора представляется наиболее разумным — предпринять попытку освоить совокупность инвариантной информации, владение которой позволяет легче адаптироваться к непрерывно изменяющемуся ландшафту аппаратной и программной областей.

Познакомившись с конфигурированием настольных издательских систем, необходимо обратиться к рассмотрению своеобразия предметной области — изобразительной информации с тем, чтобы начать осваивать способы ее кодирования.

Принтеры

Принтеры, как и мониторы, стали почти непременным атрибутом любой компьютерной системы, а уж графической тем более. Принтеры совершенно необходимы для вывода результатов работы, поскольку известно, что монитор не может обеспечить достоверного впечатления.

Программный уровень

Любая действующая программа устарела.

Закон Мэрфи

Сам по себе компьютер, даже в самой полной комплектации, не выполняет никаких действий и не обладает знаниями ни в одной области своего применения. Все действия определяются программами и все "знания" также сосредоточены в программах.

Программный уровень (software) настольных издательских систем характеризуется еще более бурным развитием, чем это отмечалось в аппаратной части, хотя некоторые программные приложения (application) существуют уже добрый десяток лет.

Для дизайнеров и специалистов, занимающихся изобразительными видами информации, можно выделить следующие основные классы программного обеспечения:

программы пиксельной графики; программы векторной графики; программы верстки; программы трехмерной графики.

Помимо этого, может оказаться востребованной большая совокупность дополнительного, вспомогательного программного обеспечения, начиная с самой операционной системы и кончая разнообразными мелкими утилитами и плагинами (plug-in). К вспомогательной категории относятся программы для работы со шрифтами, просмотрщики (viewer), преобразователи форматов файлов (конвертеры), браузеры, архиваторы и многое другое.

Скорее всего, большим преувеличением будет назвать операционную систему (ОС) вспомогательной программой, но с точки зрения пользователя графических программ она не является объектом основного внимания, и, как правило, интерес к ней обретается на периферии. Разумеется, недостаточное знание операционной системы способно доставить пользователю множество лишних хлопот.

Далее приводятся только названия программных продуктов основных фирм-разработчиков и кратких характеристик (без указания текущих версий, о которых можно узнать на Web-сайтах разработчиков).

Адреса основных разработчиков программного обеспечения смотрите в приложении 3.

Программы пиксельной графики

Программы пиксельной графики предназначены для работы с изображениями, которые составлены из совокупности мелких элементов, так называемых пикселов. В английской терминологии такие программы идут под рубрикой Image Application.

В части III приводится подробное описание этого способа кодирования.

В области обработки пиксельной графики несомненным лидером является программа Adobe Photoshop, которая используется повсеместно. Разумеется, каждому дизайнеру, художнику, фотографу необходимо владеть этим редак-

тором. Вместе с универсальной программой Photoshop распространяется специализированная программа ImageReady, которая ориентирована на подготовку изображений для Web-страниц.

Программы трехмерной графики

Программы трехмерной графики предназначены для моделирования и последующей визуализации объектов и сцен с целью получения их фотореалистических изображений и анимации. В английской терминологии такие программы получили определение 3D Modeling/Animation Software.

Они являются, пожалуй, высшей ступенью эволюции программ компьютерной графики. Находясь постоянно на острие прогресса компьютерных технологий, они стали своеобразной лакмусовой бумажкой уровня развития как непосредственно программного обеспечения, так и аппаратных средств компьютерного дизайна.

На мировом рынке программного обеспечения для трехмерного дизайна и анимации выделяются два популярных продукта:

пакет MAYA фирмы Alias|Wavefront — общепринятый лидер программного обеспечения для SD-анимации и визуальных эффектов, используемых в кинематографе, на телевидении, при производстве компьютерных игр и различных мультимедиа-продуктов;
программа 3DS МАХ фирмы Discreet предоставляет профессионалам компьютерной графики великолепный инструментарий для моделирования и анимации объектов, включая анимацию персонажей, средства разработки компьютерных игр последнего поколения и создания визуальных спецэффектов.

Программы векторной графики

Программы векторной графики предназначены для работы с изображениями, которые формируются из математических объектов. В английской терминологии такие приложения, как правило, именуются Drawing (реже Illustration) Application.

В части IV приводится подробное описание этого способа кодирования.

В области векторных программ известны три основных разработчика программного обеспечения.

Компания Adobe, которая является автором стандарта компьютерной графики и полиграфии — языка PostScript, разработала и продвигает программу Illustrator.

Компания Macromedia приобрела у известной фирмы Aldus программу FreeHand, которую весьма успешно развивает.

Компания Corel известна своей программой CorelDRAW, которая нашла очень широкое распространение в мире и в нашей стране. У этой программы есть яростные поклонники и столь же непримиримые противники, но нельзя отрицать, что очень многие ставшие привычными функции и эффекты впервые появились в этой программе.

Программы верстки

Программы верстки, в отличие от графических редакторов, предназначены не для создания изображений (хотя и включают некоторые примитивные инструменты рисования), а для интегрирования текста и рисунков в соответствии с макетом, который может ограничиваться только модульной сеткой.

Другой особенностью программ верстки является наличие в них возможности формирования так называемого аппарата издания: автоматической нумерации страниц (колонцифр), изменяющихся колонтитулов, сносок, перекрестных ссылок, таблиц индексов, оглавлений и т. д.

Программа QuarkXPress фирмы Quark является признанным лидером в области подготовки изданий, отличающихся небольшим объемом и предельной насыщенностью цветными иллюстрациями (журналы, книги, акцидентная продукция).

Компания Adobe продвигает сразу несколько программ верстки. Первой программой в истории настольных издательских систем явилась знаменитая программа PageMaker (приобретенная у фирмы Aldus).

Компания Adobe самостоятельно разработала программу верстки InDesign, которая позиционируется в качестве основного конкурента программы QuarkXPress. He вдаваясь в подробности, стоит отметить выдающиеся возможности данной программы в области типографики.

Уровни настольной издательской системы

Рис. 1.1. Уровни настольной издательской системы

Аппаратный уровень (hardware level) представляет собой совокупность материальных элементов — устройств, с помощью которых происходят ввод, обработка, хранение, передача и вывод информации.
Программный уровень (software level) — это совокупность информационных элементов (программ и их команд), с помощью которых происходит управление как собственно текстовой и изобразительной информацией, так и аппаратным оборудованием.
Пользовательский уровень ("brainware" level) представляет собой совокупность творческих индивидуумов, высококлассных специалистов и обычных пользователей, которые интегрируют свой творческий потенциал, а также аппаратный и программный уровни для создания творческих произведений.

Компоненты аппаратного уровня НИС

Рис. 1.2. Компоненты аппаратного уровня НИС

устройства обработки, хранения и передачи информации (process, storage and transfer devices), являющиеся ядром аппаратного уровня;
устройства вывода информации (output devices), которые обеспечивают "возврат" цифровой информации в форму, понятную и доступную человеку.

Сканер

Сканер (scanner) — это устройство, предназначенное для преобразования изобразительной информации в цифровую форму, точнее в пиксельную графику.

Сменный диск

Сменный диск представляет собой вариант гибкого диска повышенного объема. Дисководы, которые "читают" такие диски, приспособлены для транспортировки (имеют малый вес, выделенные адаптеры питания и т. д.).

Способы кодирования графической информации

В главе 1 указывалось, что существует несколько классов программного обеспечения, которые используются в области настольных издательских систем и, в частности, в цифровой графике. Эти классы программ разделяются в зависимости от способа кодирования графической информации.

Действительно, цифровая графика бывает двух видов.

Пиксельная графика (bitmaped images, scanned images, raster images) представляет собой совокупность дискретных элементов, которые различаются только цветом (тоном) и взаимным расположением.

Основам и параметрам пиксельной графики полностью посвящена часть III. В главах 14 и 15 рассматриваются достоинства и недостатки пиксельной графики, а также преобразование в векторную графику (трассировка). Часть VII целиком посвящена тоновой и цветовой коррекции.

Векторная графика (vector drawing, vector illustration) представляет собой линейно-контурное изображение, которое состоит из независимого описания границ векторных объектов и их заполнения ("заливок").

Основам векторной графики полностью посвящена часть IV. В главах 14 и 15 рассматриваются достоинства и недостатки векторной графики, а также преобразование в пиксельную графику (растеризация).

Кодирование информации осуществляется достаточно просто, если существует конечный перечень элементов. В этом можно убедиться, прочитав часть II.
Однако подавляющее большинство видов графической информации не имеет таких ясно и однозначно выделенных элементов (исключение составляет довольно частный случай изображений — мозаичная основа для вышивки крестиком).
Для того чтобы получить возможность кодировать графическую информацию, необходимо найти способ выделения хотя бы искусственных элементов.

Резюме

Специалисты графического дизайна в самом широком значении этого слова используют настольные издательские системы в своей творческой деятельности в качестве мощного и в определенных областях даже интеллектуального инструмента.
Для работы компьютерных программ вся требуемая информация должна быть преобразована в цифровую форму. Это достаточно легко, если в предметной области изначально существует конечный перечень элементов (например, буквенные и цифровые символы — текстовая информация).
Вместе с тем, особенностью любого вида графической информации является принципиальное отсутствие однозначно выделенных и универсальных естественных элементов. Для преодоления этого были разработаны особые технологии получения искусственных элементов.

Познакомившись с конфигурированием настольных издательских систем и своеобразием графической информации (в сравнении, например, с текстовой), необходимо рассмотреть общие принципы кодирования абстрактного сигнала. В части III эти принципы будут применены для кодирования графической информации, а именно пиксельной графики.

Стриммер

Все предыдущие устройства хранения в основе своей конструкции имеют диск, а следовательно, обеспечивают произвольный доступ к любому сектору информации. Для резервирования больших массивов информации, размещенной на жестких дисках, широко используется стриммер — устройство для записи информации на кассеты с магнитной лентой.

Магнитная лента предполагает только последовательный доступ к информации, поэтому со стриммеров никогда не происходит загрузка программ. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.

Струйные принтеры

Принцип работы струйных принтеров основан на выбросе капель чернил несколькими способами.

В термальных струйных принтерах в камере создается воздушный пузырек, который выдавливает каплю чернил из сопла. Для обеспечения более высокого качества применяются материалы со специальным покрытием.

В пьезоэлектрических струйных принтерах используется электрическое поле, которым поляризуются кристаллы печатной головки. Можно использовать масляные чернила, обладающие более высоким качеством и надежностью.

Сублимационные принтеры формируют изображение, испаряя краситель с лавсановой пленки. Пары краски затем конденсируются в специальном покрытии бумаги (на базе полистирола). При этом печатается целая строка изображения, т. к. печатающая головка с большим количеством термических элементов равна ширине бумаги. Количество краски определяется временем нагрева печатного элемента, что обеспечивает довольно значительное число градаций тона для каждой краски. После нанесения одной краски лист возвращается к началу, лента перемещается на следующий цвет и т. д. В результате образуется изображение без растровых точек.

Преимуществом сублимационных принтеров является замечательная цветопередача без заметной для глаза структуры изображения, а недостатком — некоторое снижение четкости изображения, невозможность использования обычной бумаги.

В принтерах на твердых чернилах (dry jet) используются твердые чернила на основе воска с цветными пигментами. Они расплавляются нагревателями (поэтому такие принтеры называют также принтерами со сменой фаз) и выбрасываются из сопла-форсунки с помощью пьезоэлектрических устройств. Для получения большего количества градаций используют по два комплекта печатающих головок (стандартной и половинной плотности). Пигмент твердых чернил аналогичен пигменту типографских красок, что позволяет использовать их для цветопробной печати. Достоинствами принтеров с твердыми чернилами являются высокая четкость изображения, передача очень мелких деталей и печать на обычной бумаге, а недостатком — довольно крупная структура растра.

Уровни настольной издательской системы

Компьютерный дизайн — чрезвычайно объемная сфера практического дизайна, включающая в текущий исторический период следующие области:

собственно графику;
полиграфический дизайн;
электронные издания;
Web-дизайн;
трехмерную графику.

Если разделить эту сферу на творческий компонент и на все остальное, то в первую часть, которую можно условно определить как собственно дизайн, войдут концепция и композиция (в данной книге они не обсуждаются), а во вторую, которую можно также условно определить как DeskTop Publishing (Настольная издательская система), или сокращенно DTP (НИС), попадают все технические и программные аспекты.

В русском варианте, который хотя и звучит более прозаически, чем английский аналог ("издательство на крышке стола"), тем не менее, точнее отражена суть. И ключевое слово здесь — система, поскольку только системный подход гарантирует успешное и рациональное решение многих проблем.

Можно выделить, как минимум, три основных уровня (рис. 1.1), наличие и соответствие которых друг другу обеспечивает надежное функционирование этой системы.

Устройства хранения

Оперативная память не может хранить информацию без питания, а если бы и могла, то все равно ограничена по объему, поэтому компьютер снабжается устройствами длительного хранения.

Устройства обработки, хранения и передачи цифровой информации

Устройством обработки цифровой информации и "мозгом" всей издательской системы является компьютер, который также представляет собой многоуровневую структуру. В нее входят как элементы обработки (процессор), так и несколько типов устройств хранения информации (оперативная память, жесткий диск, видеопамять), а также целый ряд вспомогательных элементов (порты и другие составляющие).

Устройства ввода

Главным признаком устройств ввода является преобразование одного вида информации, например, изображений, которые нанесены на бумагу (на фотопленку, фотобумагу) или на любые иные носители — в иной вид информации, а именно в цифровую форму.

Устройства вывода

Если какая бы то ни было информация вводится, обрабатывается и сохраняется, то только для того, чтобы, в конечном счете, быть выведенной в форме, понятной человеку. Исходя из этого, можно сказать, что все устройства вывода (output devices) — это, по сути дела, устройства визуализации, т. е. они выполняют функцию, обратную вводу информации, и обеспечивают преобразование цифровой информации в традиционную (шрифт, рисунок, цвет и т. д.).

Можно выделить два основных класса устройств в зависимости от способа визуализции: средства электронной визуализации и средства материальной визуализации.

К первому типу устройств относится класс мониторов, которые в настоящий момент кажутся неотъемлемой принадлежностью компьютеров.

Ко второму типу устройств принадлежит разнообразный класс принтеров в самом широком значении этого слова, куда можно включить и особый тип выводных устройств — фотонаборные автоматы и полиграфические печатные машины (печатные прессы).

По этой программе издается значительное

По этой программе издается значительное количество книг, в том числе в издательстве БХВ-Петербург выходят мои книги, посвященные данной программе. Подробную информацию о них можно узнать на сайте http://www.bhv.ru/pono.

Помимо этой выдающейся программы, можно указать и некоторые другие, которые разрабатываются и продвигаются другими компаниями. В частности, фирма Corel распространяет две программы пиксельной графики: собственный редактор CorelPHOTO-PAINT и недавно приобретенное приложение Painter, которое ориентировано на лиц, предпочитающих рисование обработке готовых фотографий.

Фирма Macromedia продвигает программу Fireworks, которая ориентирована на подготовку изобразительных материалов для Web-страниц. Список подобных программ может быть продолжен.

По этим программам также издается

По этим программам также издается немало книг, в том числе в уже упоминавшемся издательстве БХВ-Петербург выходят мои книги, посвященные программам векторной графики. О них можно узнать на сайте http://www.bhv.ru/pono.

О них можно узнать на

По этой программе в издательстве БХВ-Петербург выпущено несколько книг, в том числе и мои книги. О них можно узнать на сайте http://www.bhv.ru/pono.

Выдающимся программным приложением является программа FrameMaker, которая ориентирована на верстку книг огромного объема и сложности.

У компании Corel в качестве приобретения оказалась замечательная для своего времени (эпохи DOS) программа Ventura, целый ряд положительных качеств которой, к сожалению, не получил достойного развития.

Известная и широко используемая программа Microsoft Word давно уже переросла рамки простого текстового редактора и может использоваться для верстки не слишком сложных с точки зрения дизайна, но достаточно объемных, документов.

Это следует особо отметить, т.

Это следует особо отметить, т. к. в процессах записи и передачи цифровой информации также выполняются определенные преобразования, например из магнитной формы в электрическую и наоборот, но поскольку при этом не изменяется цифровая форма (и то и другое остается цифровыми кодами), то такие устройства относятся к устройствам хранения (или передачи), а не к устройствам ввода.

До недавнего времени клавиатура была

До недавнего времени клавиатура была единственным способом ввода текстов, а в последние годы значительное развитие получили технологии оптического распознавания текста (OCR, Optical Character Recognition), которые предлагают с достаточно высоким уровнем "распознавать" и конверировать в текстовые коды сканированные изображения страниц. Правда, требуется целый ряд условий (отчетливый печатный текст, достаточно высокое разрешение, только черно-белое штриховое изображение, отсутствие фона). При невыполнении этих и других условий качество распознавания резко снижается, что делает применение таких программ нерентабельным.

Краткую информацию о системах распознавания символов см. в части V.

В техническом смысле клавиатура — это устройство, являющееся совокупностью механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих определенным способом электрическую цепь.

Для нашего курса достаточно представлять себе, что нажатие клавиши или совокупности клавиш (то есть механическое действие) преобразуется в соответствии с принятой кодовой таблицей в цифровой код символа, который сохраняется в текстовых или графических документах.

В специализированных прикладных программах (нетекстовых редакторах), в том числе в любом графическом редакторе, набор текста пользователем осуществляется при включении соответствующего инструмента.

Вообще говоря, логические основы этого

Вообще говоря, логические основы этого процесса и являются одной из основных тем данной книги, а именно этому полностью посвящена часть III.

Принцип работы сканера заключается в следующем. Сканируемое изображение освещается белым светом. Отраженный свет через уменьшающую линзу попадает на электронный элемент, называемый прибором с зарядовой связью (ПЗС), который "реагирует" на уровень освещенности уровнем напряжения. Значения напряжения легко преобразуются в цифровую форму и представляются в виде пиксельного изображения.

Для дизайнера сканер представляется необходимейшим устройством. Наиболее широко распространены планшетные сканеры. Как правило, они предназначены для сканирования непрозрачных оригиналов, в том числе "толстых" оригиналов (страницы книг и журналов). Но многие модели позволяют использовать дополнительные модули (слайд-модули), которые обеспечивают сканирование изображений с прозрачных оригиналов. Такой слайд-модуль, имеющий свой источник света, устанавливается на планшетный сканер вместо обычной крышки и превращает сканер в универсальный.

Из профессиональных (и дорогостоящих) типов сканеров можно назвать слайд-сканеры (slide-scanner) и барабанные сканеры (drum scanner). Слайд-сканеры ориентированы на сканирование небольших оригиналов (слайдов), а в барабанных сканерах несколько оригиналов закрепляются на прозрачном барабане, который вращается с большой скоростью. Считывающий элемент располагается очень близко к оригиналу. Данная конструкция обеспечивает наивысшее качество сканирования.