В. Дронов - Macromedia Flash Professional 8. Графика и анимация
Растровый формат BMP (BitMaP, битовая матрица) — простейший формат записи растровых изображений. Он также известен под названием DIB (Device Independent Bitmap, битовая матрица, независимая от устройства вывода). Разработан фирмой Microsoft в самом начале 90-х годов прошлого века для сохранения графики в операционной системе Windows и совместимых с ней программах. Поддержка файлов формата BMP встроена непосредственно в ядро Windows.
Графика сохраняется в файлах с расширением bmp или (крайне редко) dib. Может быть любой цветности. Графические данные могут быть сжаты с использованием простейшего алгоритма RLE (Run Length Encoding, кодирование с переменной длиной строки).
В настоящее время это один из самых распространенных графических форматов, поддерживаемый практически всеми графическими программами. Из-за своей простоты он требует для вывода очень мало системных ресурсов, поэтому основное его предназначение — хранение изображений, используемых как элементы пользовательского интерфейса операционной системы. В частности, именно в формате BMP хранятся системные "обои", заставки, пиктограммы и т. п.
Формат GIFРастровый формат GIF (Graphic Interchange Format, формат обмена графикой) был разработан фирмой CompuServe в 1987 году для использования в собственной одноименной компьютерной сети. Наряду с форматом JPEG (об этом формате будет рассказано ниже) получил огромное распространение в компьютерных сетях, в частности, в Интернете.
Графика хранится в файлах с расширением gif. Цветность — 256 цветов (т. е. используется палитра). Для сжатия графики используется алгоритм I./.W. разработанный математиками Лемпелом, Зивом и Велчем. Графика может быть сохранена с чередованием строк (interleaving) — в этом случае изображение как бы постепенно "проявляется" строка за строкой по мере загрузки файла.
В 1989 году формат GIF был расширен; новая версия стандарта получила название GIF89A. Во-первых, была введена поддержка "прозрачного" цвета. Во-вторых, появилась возможность сохранять в одном файле несколько изображений, которые могли бы демонстрироваться последовательно, как кадры анимационного фильма (так называемые анимированные GIF-файлы).
Формат GIF прекрасно подходит для сохранения штриховой графики и вообще всех изображений с резкими цветовыми переходами. В частности, Web-дизайнеры создают в этом формате элементы оформления и рекламные баннеры для своих страниц, а поддержка прозрачности и анимации им только на руку. Иногда в этом формате создаются начальные заставки и графические элементы Windows-программ.
К несчастью, будущее формата GIF весьма туманно. Еще в середине 90-х годов фирма CompuServe хотела получать авторские отчисления с продажи каждой программы, поддерживающей формат GIF, но сетевому сообществу тогда удалось отстоять его бесплатность. Теперь же фирма Unisys, владеющая патентом на алгоритм LZW, тоже хочет получать авторские отчисления, ведь именно этот алгоритм применен в формате GIF для сжатия графики. Судя по всему, этот формат в покое не оставят. Кроме того, 256 цветов по сегодняшним временам — очень мало. Поэтому формату GIF уже прочат преемника — формат PNG, описанный ниже.
В настоящее время формат GIF поддерживается практически всеми графическими программами и Web-обозревателями. И, несмотря на все перипетии с авторскими правами, он все еще активно используется.
Формат PNGРастровый формат PNG (Portable Network Graphic, переносимая сетевая графика) разработан сообществом независимых программистов в качестве замены устаревающего и грозящего перейти в разряд коммерческих продуктов формата GIF. Он поддерживается в настоящее время многими графическими пакетами, однако большой популярности в Интернете пока не снискал, хотя автору время от времени встречаются сайты с PNG-графикой.
Графика хранится в файлах с расширением png. Она может быть любой цветности. Для сжатия графики применяется очень мощный алгоритм Deflate (буквально — "усыхание"), обеспечивающий более сильное сжатие по сравнению с LZW. Графика может быть сохранена с чередованием, причем не только строк, но и столбцов; таким образом, изображение будет "проявляться" и по строкам, и по столбцам. Поддерживается 256 степеней прозрачности "прозрачного" цвета и автоматическая коррекция яркости.
Однако, по сравнению с GIF, формат PNG имеет и недостатки, правда, не принципиальные. Первый недостаток — PNG не поддерживает анимацию, что сейчас, в связи с повсеместным переходом Web-аниматоров на Flash, неактуально. Второй недостаток — файлы формата PNG больше, чем GIF-файлы, примерно на один килобайт из-за того, что в заголовке файла хранится больше служебной информации.
Пока что формат PNG используется для хранения графики, разрабатываемой в пакете Macromedia Fireworks, и на некоторых "продвинутых" сайтах. Как уже говорилось выше, его поддерживают практически все графические пакеты и Web-обозреватели.
Формат JPEGРастровый формат JPEG (Joint Photographic Experts Group, Объединенная группа экспертов по фотографии) разработан одноименной группой программистов специально для распространения высококачественной графики в компьютерных сетях. Именно для этого он и используется в настоящее время.
Графика сохраняется в файлах с расширениями jpeg, jpe или jpg. Поддерживается только цветность TrueColor (24-битный цвет). Для сжатия графики используется исключительно мощный алгоритм под названием JPEG, фактически включающий в себя несколько алгоритмов сжатия, используемых в разных случаях. Этот алгоритм реализует сжатие с потерями, при котором из массива пикселов перед сжатием убирается некоторая часть информации, отчего его размер становится еще меньше. Во всех других форматах графики, использующих сжатие, применяются алгоритмы сжатия без потерь.
При использовании алгоритмов сжатия с потерями качество графики ухудшается. Чем сильнее сжатие, тем сильнее искажается изображение. Однако художник может регулировать процент сжатия, выбирая подходящее сочетание хорошего качества изображения с удовлетворительным размером результирующего JPEG-файла.
Формат JPEG, в отличие от GIF и PNG, не поддерживает ни анимацию, ни прозрачность. Однако существует разновидность формата JPEG, называемая прогрессивным JPEG (progressive JPEG, или p-JPEG), поддерживающая чередование строк.
Область применения формата JPEG достаточно узка — распространение высококачественной полутоновой графики в Интернете. Сканированные полутоновые изображения при использовании умеренного сжатия получаются очень даже неплохими. Формат JPEG поддерживается практически всеми современными графическими программами и Web-обозревателями.
На этом разговор о статичной компьютерной графике можно считать законченным. На очереди — анимация и видео!
Анимация и видео
Любой кино- или видеофильм можно представить как последовательный набор статичных изображений (кадров), которые очень быстро сменяют друг друга. Так как человеческий глаз не может уследить за сменой одного кадра другим, субъективно этот непрерывный "поток" изображений выглядит как одна движущаяся картинка. Для достижения такого эффекта скорость смены или, как говорят профессионалы, частота кадров должна быть достаточно велика. В табл. 1.2 приведены стандартные значения частоты кадров, применяемые в кино и на телевидении.
В зависимости от способа хранения и представления отдельных кадров фильма, компьютерная анимация, так же как и графика, относится к одному из двух видов. Давайте их рассмотрим.
Два вида компьютерной анимации
Компьютерные анимация и видео (в дальнейшем мы будем употреблять эти термины как синонимы, так как особой разницы между ними нет) могут быть покадровыми или трансформационными.
Покадровая анимацияПокадровая анимация (ее еще называют классической) представляет собой набор кадров, хранящихся как отдельные изображения и сменяющих друг друга с большой скоростью. Это самый старый и самый надежный способ сохранения движущегося изображения на каком-либо носителе (пленке, бумаге, магнитной ленте, жестком диске, CD, DVD). Пример покадровой анимации из пяти кадров показан на рис. 1.6.
Абсолютно все фильмы, созданные к данному моменту времени трудолюбивым человечеством, представляют собой покадровую анимацию. Еще бы — ведь сам принцип действия киноаппарата основан на фиксации на светочувствительной пленке множества неподвижных изображений, каждое — через определенный промежуток времени. Двадцать четыре (стандартная частота кадров "большого" кино) раза в секунду киноаппарат приказывает: "Остановись, мгновенье". Из многих тысяч таких вот "остановившихся мгновений" и состоит любая кинолента.
