3.1.2 Полутоновые и цветные иллюстрации

Помимо текста в состав электронных документов могут быть включены и другие элементы, прежде всего полутоновые и цветные иллюстрации. Эти графические изображения представляются в виде растровой или векторной графики.

Растровые изображения, например фотографии, строятся по дискретным точкам - пикселам (picture's element). Количество пикселов зависит от разрешающей способности монитора (640×480, 800×600 пикселов и т. д.) и видеоадаптера ПК. Каждый пиксел представлен некоторым количеством разрядов, которое получило название «глубина цвета». Например, если на пиксел отведено 8 разрядов (кодируется 8 разрядами), то он способен изобразить один из 256 цветов (28 =256), 16 разрядов - 65 536 цветов (High Color), 24 разряда - 16 777 216 (16 млн.) цветов (True Color). Чем больше глубина цвета, тем качественнее изображение. Но в этом случае объем файла, в котором хранится графическая информация, увеличивается. Поэтому известные графические форматы, как правило, используют методы сжатия информации, обеспечивающие сжатие графических файлов. Коэффициент сжатия используемых методов и алгоритмов обычно определяется относительно этого же изображения в формате ВМР.

Растровые изображения называют также рисованной или битовой графикой. В битовом изображении число пикселов, как правило, фиксировано и имеется возможность редактировать каждый пиксел изображения. Растровые изображения можно создавать и редактировать в программах растровой графики типа Adobe Photoshop, Corel Photopaint, MS Paint и т.д., рассмотренных авторами в предыдущей работе.

Наиболее простым источником получения электронного файла растрового изображения является сканер. В последние годы все большую популярность приобретают цифровые фотокамеры. Известно три вида цифровых фотокамер: студийные, бытовые и профессиональные.

Векторная графика, например художественные и технические иллюстрации, описывает объекты с помощью математических выражений. Векторные изображения не зависят от разрешения, так как количество пикселов, необходимых для отображения векторной графики, определяется разрешением конкретного монитора или принтера, а не самим изображением. Это обусловлено тем, что векторная графика ориентирована на кодирование изображений с помощью так называемых примитивов вывода (векторов, дуг эллипсов и окружностей, полиномиальных кривых, сплайн-функций и даже сложных поверхностей) и осуществляет преобразование в пикселы в видеопамяти или памяти принтера непосредственно при выводе на экран или твердый носитель. Создавать и редактировать векторную графику можно в программах векторной графики Corel Draw, Adobe Illustrator, FreeHand и др.

Векторные изображения требуют меньшего объема памяти при их хранении, чем растровые, и могут масштабироваться без потери качества.

Таким образом, если в электронном документе используется много графических элементов, то правильный выбор типа графики позволит уменьшить объем файла документа и время его загрузки. С особой актуальностью этот вопрос стоит в случае создания гиперграфических документов.

В гипертекстовых HTML-документах обычно используется растровая графика. PDF-документы могут включать в себя оба типа графики. Так как векторная графика одинаково хорошо выглядит при любом увеличении, то растрируют ее в том случае, когда изображение содержит много объектов (с целью ускорения загрузки и отображения иллюстрации) либо когда необходимо сглаживание и размытие краев объектов.

Для организации хранения и последующего воспроизведения изображений используются три основные разновидности графических форматов: растровые, векторные и формоопределенные (метафайлы).

Растровые форматы хранят данные об изображениях попиксельно. Как правило, растровые файлы создаются графическими редакторами типа Adobe Photoshop или специальными программами, обеспечивающими работу сканеров. Наиболее распространенные растровые форматы - это TIFF (Tagged Image File Format), BMP (Windows bitmap), MacPaint, PCX (PC Paintbrush), GIF (Graphics Interchange Format), JPEG (Joint Photographic Experts Group).

Векторные файлы содержат наборы инструкций для построения элементарных геометрических объектов, называемых примитивами вывода: линий, эллипсов, прямоугольников, многоугольников, дуг и т.д. Обычно векторные файлы создаются вышеназванными программами векторной графики или программами САПР (типа AutoCAD). К векторным форматам относят DXF (Dynamic Exchange Format). Текст и PostScript-контуры файлов Illustrator EPS (Encapsulated PostScript) тоже являются векторными элементами, однако обычно они входят в состав метафайлов.

Формоопределенные форматы (метафайлы) могут содержать как растровые, так и векторные данные. Типичными примерами метафайлов являются файлы в форматах Macintosh PICT, Illustrator, EPS, CGM (Computer Graphics Metafile) и WMF (Windows Metafile).

Если электронный документ подготавливается для просмотра на экране монитора, то целесообразно использовать форматы, хорошо воспроизводящие цвет при малых объемах файлов, - GIF, JPEG. При необходимости вывода и тиражирования документа используются форматы EPS, TIFF и субтрактивная цветовая модель CMYK.

При размещении в публикации больших иллюстраций типа художественных произведений или в случае гиперграфических документов оказывается целесообразным использовать специальный режим предварительного просмотра графических элементов документов, предусматривающий визуализацию некоторого схематического изображения данной картины. При этом пользователь системы или читатель документа решает, стоит ему загружать и просматривать все изображение или нет. Такой подход имеет место как в публикациях Web, так и в электронных изданиях на CD-ROM.

Обычно для обеспечения быстрой загрузки с сервера или CD-ROM используется формат GIF. Этот формат предоставляет возможность чересстрочной (Interlaced) загрузки, а это значит, что как только страница гипертекстового документа начинает за-гружаться в память компьютера, так начинает визуализироваться (прорисовываться) требуемое изображение. Максимальное число цветов в иллюстрации формата GIF - 256.

Эффективный алгоритм сжатия с потерями реализован в формате JPEG. Особенно эффективен так называемый progressive JPEG. JPEG сохраняет все цвета оригинала (глубина цвета - 24 разряда), позволяет задавать степень сжатия изображения, однако при высокой степени сжатия информации в иллюстрации могут появиться нежелательные эффекты типа цветных пятен. При этом разрушаются сплошные области и сглаживаются или размываются резкие переходы цветов.

Для преобразования изображения из одного формата в другой существует достаточно много трансляторов и специализированных программ. Например, это осуществляет программа DeBabelizer фирмы Equilibrium Technologies, работающая на платформах Windows и Macintosh

Просмотр графических изображений электронных изданий осуществляется на экране монитора. Сегодня для этих целей созданы специализированные мультимедийные мониторы, содержащие встроенные динамики и другое периферийное оборудование. Однако наряду с традиционными мониторами на базе ЭЛТ появились и жидкокристаллические мониторы с плоским экраном, хотя необходимо отметить их относительно высокую стоимость и более низкое качество.

Работа монитора обеспечивается графическими видеоадаптерами или видеоплатами. Видеоплаты могут выполнять множество различных функций:связывают монитор с системной платой компьютера, перехватывают изображение или видео с экрана и т.п. Встроенные TV-тюнеры позволяют просматривать телевизионные программы прямо на экране монитора, а 3D-ускорители реализуют воспроизведение на экране монитора в реальном или условном масштабе времени.