Указанная выше особенность является основой для следующего достоинства, которое формулируется как "аппаратная независимость Независимость не означает одного постоянного (и как считают, неизменно высокого) качества изображения. Отнюдь! Коль скоро векторные изображения визуализируются на внешних устройствах, имеющих самые разные уровни качества, в том числе и очень низкие, например экран монитора или простейший ("офисный") принтер. А от этих устройств, понятно, невозможно требовать высокого качества.
Аппаратная независимость означает совсем другое: векторное изображение не требует специальной подготовки для вывода и, собственно говоря, предварительного учета параметров внешнего устройства.
Для пиксельной графики можно сформулировать еще один принципиальнейший недостаток - "пиксельная графика аппаратно зависима". Кстати, в нем фокусируется вся суть принципа пиксельной графики.
В самом деле, у этого недостатка две причины.
И этот параметр играет существенную роль при печати изображения,
т. к. происходит наложение дискретной сетки изображения на дискретную сетку устройства. И далеко не всегда эта "встреча" благоприятна для окончательного результата. В частности, именно это "событие" является причиной муара.
Краткую информацию о муаре см. в части III.
Таким образом, приходится признать, что перед созданием изображения (например, перед сканированием) пользователь уже должен ясно себе представлять условия вывода изображения на визуализирующих устройствах.
Данную ситуацию можно разобрать на следующих условных примерах.
СРАВНЕНИЕ и ПЕРЕХОДЫ ПИКСЕЛЬНОЙ И ВЕКТОРНОЙ ГРАФИКИ
Эта часть является продолжением частей III и IV, в ней рассматриваются одновременно пиксельная и векторная графика.
В предыдущих двух частях рассматривались пиксельная и векторная графика как два разных и независимых друг от друга способа кодирования графической информации (пиксельная графика использует матричную математику, а векторная графика построена на геометрических принципах).
Хотя каждый способ обладает несомненными достоинствами, тем не менее ни тот ни другой не лишен недостатков. Поэтому необходимо выяснить баланс достоинств и недостатков каждого вида в отдельности, а также общий баланс обоих видов, когда достоинства и недостатки перекрывают друг друга: недостатки одной реализуются в достоинствах другой.
Детальному рассмотрению достоинств и недостатков пиксельной и векторной графики посвящена глава 14.
Следует также рассмотреть принципы взаимных переходов между пиксельной и векторной графикой и научиться конвертировать каждый вид в свою противоположность, тем самым извлекая максимум достоинств из того или иного вида графики.
В главе 15 излагаются способы конвертирования пиксельной графики в векторную и векторной в пиксельную, т. е. обсуждаются технологии растеризации и трассировки.
Из этого неизбежно следует, что оба способа являются взаимодополняющими и, по сути, неразрывными формами компьютерной графики.
Аппаратная реализуемость
Самым выдающимся достоинством пиксельной графики является простота
принципа, лежащего в ее основе: принудительная дискретизация на элементы и оцифровка их в соответствии с какими-либо заранее заданными таблицами квантования.
Подробную информацию о процедурах дискретизации и квантования см. в части III.
Следствием этого служит не только тот факт, что каждый из нас интуитивно понимает принцип работы, даже не обращаясь к математике. Скажем, дети легко воспринимают метод рисования "по клеточкам". Важнее другое: простота принципа создала условия для того, чтобы реализоваться в определенных технических системах, т. е. важным следствием явилась аппаратная реализуемость.
Аппаратная реализуемость означает, что к настоящему моменту изобретены и доведены до массового производства определенные классы устройств, которые позволяют автоматизировать процедуру преобразования графической информации в цифровую форму. В этой фразе главное слово — "автоматизировать", поскольку существуют устройства, например сканеры или цифровые фотокамеры, которые при правильном использовании и при правильной установке параметров автоматически реализуют функцию ввода графической информации.
Наличие таких устройств подняло значение пиксельной графики на недосягаемую высоту. И сейчас представить себе деятельность дизайнера, художника, графика без таких устройств практически немыслимо.
Краткую информацию о таких устройствах см. в части I.
В настоящее время неисчислимая армия дизайнеров сканирует абсолютно все, что удается втиснуть в планшетный сканер: фотографии, негативы, эскизы, рисунки, акварели, репродукции, шрифт, логотипы и т. д. Кроме того, многие используют в своей работе разнообразные текстуры, а потому умудряются раскладывать на предметном столе и сканировать камешки, драпировки, веточки, листики, мелкие предметы канцелярии, быта и многое другое.
Совершенно очевидно, что этому виду графики суждена долгая жизнь, невзирая на множество недостатков, которые еще предстоит обсудить. Это тем более справедливо, что технические ограничения, связанные с объемами и скоростями, постепенно уменьшаются.
Указанные выше достоинства пиксельной графики носят объективный характер. Безусловное благо — автоматическое конвертирование изображения в цифровую форму или независимость от программного обеспечения. А обсуждаемое в данный момент свойство пиксельной графики, которое формулируется как "фотореалистичность", является достоинством только в том случае, если мы стремимся максимально достоверно передать объективную реальность или живописные и фотографические оригиналы.
Как правило, характерными особенностями фотореалистичности являются множество цветов, градиенты, сложное освещение, наличие мягких тоновых переходов (дымка, туманы, облачность и т. п.) — т. е. все то, что каждый из нас обнаруживает в реалистическом изобразительном искусстве, в фотографии и в объективной реальности.
Достоинства и недостатки пиксельной и векторной графики
Данная глава продолжает части III и IV и подробно рассматривает достоинства и недостатки пиксельной и векторной графики.
Не бывает достоинств, которые бы не строились на каких-либо недостатках. Пришло время детально обсудить достоинства и недостатки пиксельной и векторной графики.
Каждый из видов графики имеет свои достоинства и недостатки, важно отметить определенную "зеркальность" их достоинств и недостатков.
Глава начинается с достоинств пиксельной графики, которых у нее не так уж много (два принципиальных и одно относительное):
аппаратная реализуемость;
программная независимость;
фотореалистичность изображений.
Затем выявляются недостатки пиксельной графики, на которые стоит обратить особое внимание:
значительный объем файлов;
принципиальные сложности трансформирования пиксельных изображений;
аппаратная зависимость — причина многих погрешностей;
отсутствие объектов.
Достоинства и недостатки векторной графики являются зеркальным отражением достоинств и недостатков пиксельной графики.
Достоинства векторной графики:
минимальный объем файла,
полная свобода трансформаций;
аппаратная независимость;
Объектно-ориентированный характер векторной графики.
Вместе с тем, неизбежны и недостатки векторной графики (два принципиальных и одно условное):
отсутствие аппаратной реализуемости;
программная зависимость;
жесткость векторной графики.
Разработчики векторных приложений прилагают массу усилий, чтобы внести в векторные изображения элементы реалистичности (прозрачность, градиенты, падающие тени и т. п.), однако, по сути, они являются чуждыми для этого направления графики.
Векторные контуры, векторные изображения, конечно, отличаются достаточно жесткой структурой ("сухостью", "фанерностью"). Но в определенных областях дизайна (шрифты, торговые знаки, логотипы) такая жесткость является непременным требованием. Более того, точный, резкий и, как говорят художники, "звонкий" контур — непременное условие графического дизайна. Знак (с большой буквы!) не терпит приблизительности.
В данном случае отсутствие фотореалистичности нельзя считать каким-либо дефектом (тем более что попытки создать фотореалистические изображения делаются, например одна такая попытка стоила компании Corel огромных штрафов: речь идет об изображении на фирменной коробке версии 8). Но поскольку сравнение идет с программами пиксельной графики, то можно его признать относительным недостатком.
Резюме
Для наглядного представления достоинств и недостатков и сопоставления пиксельной и векторной графики можно составить следующую итоговую таблицу (табл. 14.2).
Таблица 14.2. Сравнение достоинств и недостатков пиксельной и векторной графики
Пиксельная графика |
Векторная графика |
||
Аппаратная реализуемость |
Аппаратная нереализуемость Программная зависимость Минимальный объем файла Свободное трансформирование изображений Аппаратная независимость |
||
Невзирая на такие противоположные свойства, а может быть, благодаря им, эти два вида графики не только сосуществуют, но и дают возможность преобразовывать один вид цифровой графики в другой.
Рассмотрев достоинства и недостатки пиксельной и векторной графики, следует перейти к способам взаимного конвертирования одного вида в другой. Это дает возможность дизайнеру свободно использовать оба вида графики с максимальной выгодой.
Объем файла
За все приходится платить,
И, может, это справедливо. Павел Хмара
Самый первый недостаток, который мы уже обсуждали и с которым сразу сталкиваются пользователи, — это объем файлов.
Информацию о расчетах объемов пиксельных документов см. в главе 10.
В главе 10 мы выяснили, что объем файла пиксельной графики зависит только от трех параметров, а именно: от геометрических размеров, от значения разрешения и от значения глубины цвета. В выведенной там же формуле объем файла в байтах равняется произведению длины изображения (в дюймах) на разрешение (в ppi), ширины изображения (в дюймах) на разрешение (в ppi) и на глубину цвета (в байтах на пиксел).
Пример
Если при сканировании изображения в один квадратный дюйм (а это размер почтовой марки) установлено разрешение 600 ppi, то в однобитовом режиме создается 360 000 пикселов, для хранения которых необходимо около 44 Кбайт. Если режим меняется на тоновый (серая шкала), то объем файла увеличится до 352 Кбайт, а если на цветной — до 1,06 Мбайт.
Объем файла измеряется, как известно, в байтах, килобайтах, мегабайтах и гигабайтах. Наличие этих приставок (кило-, мега- и гига-) как раз и является достаточно неприятным недостатком. Причем эта неприятность усугубляется тем огорчительным фактом, что объем пиксельного файла ни в малейшей мере не зависит от содержания.
Конвертирование векторных изображений из одной программы в другую можно сравнить с переводом с одного языка на другой. Когда мы говорим о простых вещах, т. е. обычные стандартные фразы, это можно почти дословно перевести на другой язык (существуют эквиваленты). А когда речь заходит о поэзии, о художественной прозе, перевод становится весьма приблизительным. Классический пример — пьеса "Гамлет" Шекспира на русском языке существует в переводах Пастернака, Лозинского и Щепкиной-Куперник. И это очень разные "Гамлеты"! Существует уникальная постановка пьесы, в которой используются фрагменты всех трех переводов (режиссер Роберт Стуруа).
Таблица 14.1. Таблица аппаратной зависимости пиксельной графики
|
"Хороший" принтер |
"Плохой" принтер |
||
"Хорошее" изображение "Плохое" изображение |
Хорошее качество результата и оправданно высокие затраты Плохое качество результата, но неоправданные затраты на дорогую печать |
Плохое качество результата, но неоправданные затраты на сканирование и большие обьемы информации Плохое качество результата и оправданно низкие затраты |
||
Следующим и очень важным недостатком пиксельной графики являются
принципиальные проблемы с трансформированием. Этому была посвящена специальная глава данной книги.
О проблемах трансформирования пиксельной графики см. в части III.
Исходя из вышесказанного, можно утверждать, что любые трансформации связаны с погрешностями. Другое дело, что существует достаточный запас "прочности", при котором неизбежные искажения неочевидны для восприятия.
Следует понять: исправить основу такого вида изображений (сеточную, дискретную структуру) нельзя. Удалить "ступеньки" ("сетку", "клетки") можно только, уничтожив само изображение.
Поэтому главный вывод заключается в том, что преодоление этого неизбежного недостатка возможно только в случае оптимальных параметров.
Очень важным достоинством пиксельной графики является программная независимость. Это достоинство в определенной степени также является следствием простого принципа, лежащего в основе пиксельной графики. Характер информации (совокупность чисел, организованных в двухмерную матрицу), который требуется для хранения пиксельного изображения, позволяет создавать стандартные форматы. Эти форматы "понимают" практически все программы, работающие с изображениями: редакторы пиксельной и векторной графики, программы верстки, браузеры и даже операционные системы.
Исторически многие ставшие теперь стандартными форматы разрабатывались для нужд конкретных программ, например популярнейший некогда формат PCX разрабатывался для программы PaintBrush — простейшего редактора пиксельной графики.
Краткую информацию о некоторых наиболее популярных стандартных форматах см, в части III.
При этом до сих пор многие программы располагают своими внутренними специфическими форматами.
В противоположность пиксельной графике векторную графику характеризует близкая к абсолютной программная зависимость. Каждая программа, каждый векторный редактор располагают собственным форматом (каким образом сохраняются координаты и каким образом по ним строятся векторные кривые, как учитываются параметры цвета и заливок и многие другие характеристики различных эффектов — эта информация не получает широкого распространения, во всяком случае не публикуется в справочниках форматов файлов). При этом переход между такими форматами или невозможен в принципе, или невозможен без существенных потерь (потери при конвертировании векторных форматов всегда существуют).
Немаловажно и то что, если векторный объект масштабировать в десятки раз, это практически не повлияет на объем документа, потому что количество опорных точек не добавится, как не добавится и других параметров, требующих сохранения.
Исходя из этого, векторный формат чрезвычайно экономен в объемах. Поэтому в тех областях графики и дизайна, которые занимаются знаками, логотипами, компоновкой или композицией документов фирменного стиля (визиток, бланков, отчетов и т. п.), такими документами очень легко оперировать (сохранять, переносить, передавать).
Вся творческая сила ума сводится лишь к способности соединять, перемещать, увеличивать или уменьшать материал, доставляемый нам чувствами и опытом.
Давид Юм
Беззаботность и удовольствие не знают пределов, когда работаешь с векторной графикой. Проблем с трансформированием практически не бывает: можно сказать, что это — бесконечное и свободное трансформирование.
Причина такой свободы заключается в том, что объектов (изображений) ни в документе, ни в оперативной памяти не существует, программа всякий раз пересчитывает ("перевычисляет") координаты точек. При перенесении любой точки программа тут же пересчитает новые координаты и построит новую кривую (с учетом разрешения, скажем, экрана). В таком режиме можно действовать непрерывно.
Качество векторного изображения не абсолютно, но его достоинство состоит в том, что векторное изображение всегда обеспечивает максимальное качество, на которое способно данное устройство.
Недостатки векторной графики Отсутствие аппаратной реализуемости.
В качестве существенного недостатка векторной графики стоит отметить, что она обладает достаточной сложностью и такими принципами, которые препятствуют автоматизации, и, соответственно, невозможностью (если выразиться мягко: по крайней мере, на данный исторический период, но мы думаем, что навсегда) создания устройств, подобных сканерам или цифровым аппаратам.
Этот недостаток формулируется как "отсутствие аппаратной реализуемости".
Потери при конвертировании одного векторного формата в другой всегда существуют.
Поскольку, как сказано, у каждой программы свой формат, неизбежно так называемое отставание версий. В новых версиях всегда добавляются дополнительные параметры, которые, естественно, не могут учитывать конвертеры "соперников". Даже сами программы уже некоторые форматы устаревших версий не открывают.
В разных векторных программах существуют различные наборы функций, например одна программа поддержиэает прозрачность, другая — нет, зато В другой программе применяется градиентная заливка обводок, а в остальных -нет. И перечень таких различий может занимать целые страницы. А коль скоро не стыкуются параметры и возможности, соответственно, нельзя изображение однозначно из одной векторной программы "перевести" в другую. По этой причине в компьютерном сообществе имеют место бесконечные и порой бессмысленные споры о преимуществах той или иной программы. У каждой имеются свои достоинства и недостатки. Однако ситуация на рынке труда такова, что далеко не всегда востребуется лучшее. Поэтому заранее стоит себя настроить, чтобы не было резкой 'антипатии, предубеждения, неудовольствия, когда придется (по условиям работодателя) использовать самые разные векторные приложения.
Для работы с пиксельными изображениями необходимо всегда ориентироваться на параметры выводного устройства. Причем, принимая решение о выборе
разрешения пиксельного изображения, необходимо четко представлять условия его печати. Кроме того, избавить изображение от "ступеней" дискретизации, используя более качественное устройство, не удастся.
Достоинства векторной графики Минимальный объем векторного документа
В сравнении с пиксельной графикой файлы векторной графики поражают чрезвычайно маленькими объемами. Если, конечно, не импортировать в векторный документ изображения пиксельной графики, то при современных объемах устройств хранения информации векторные файлы занимают весьма и весьма скромное положение.
В чем причина такой особенности? Ответ на этот вопрос имеет оттенок парадоксальности: векторные документы имеют небольшой объем потому, что они собственно изображения в документе и не содержат.
Векторные документы имеют небольшой объем потому, что они собственно
изображения не содержат.
В самом деле, мы уже обсуждали, что для создания векторных объектов необходимо только фиксирование координат опорных и управляющих точек.
Информацию о принципах векторной графики см. в части IV.
Львиную долю экономии обеспечивает и то, что на весь объект достаточно одного-единственного кода цвета или какой-нибудь заливки (в противоположность пиксельной графике, где для каждого пиксела этот код сотни тысяч раз повторяется).
В векторном документе, по сути дела, графики нет, ее никто никогда не видел.
Так как всякий раз векторный объект отображается средствами растровой графики, например с помощью экрана.