Основные графические пакеты

Существует большое количество различных графических пакетов, предназначенных для решения графических задач, — от маленьких и очень простых (например, ориентированных на решение одной небольшой задачи) до огромных и весьма сложных. Как правило, подобные пакеты ориентированы не на программистов, а на пользователей — художников, моделлеров, аниматоров. Большинство операций выполняется с помощью мыши, графического планшета и клавиатуры, а не путем написания кода (хотя подобная возможность часто присутствует и оказывается очень важной для решения некоторых задач). Подобные пакеты, как правило, можно разделить на пакеты для двухмерной и для трехмерной графики.

Пакеты двухмерной графики обычно ориентированы на работу с двухмерными изображениями или их последовательностями. Простейшим примером такого пакета может служить обычный редактор изображений, присутствующий практически в любой операционной системе. При этом сам пакет может быть очень сложным. Многие подобные пакеты рассматривают изображение как набор полупрозрачных слоев. У каждого слоя есть степень прозрачности (своя для каждого пиксела и общая для всего слоя), к слою могут быть применены различные визуальные эффекты. Итоговое изображение строится как результат комбинирования подобных слоев между собой.

Среди пакетов двухмерной графики можно произвести деление на пакеты растровой графики и пакеты векторной графики (хотя иногда граница между ними оказывается довольно размытой: так, в пакете растровой графики может быть поддержка отдельных векторных возможностей).

Растровые пакеты двухмерной графики рассматривают изображение как массив пикселов (точнее, несколько массивов — по одному на каждый слой) с заданным разрешением. При этом предоставляется доступ на уровне отдельных пикселов. Также можно работать и с целыми группами пикселов, представляющими, например, надпись заданным шрифтом заданного размера. Однако размер изображения, после того как оно получено, уже нельзя так просто изменить.

Векторные пакеты ориентированы на представление изображений как состоящих из отдельных объектов (примитивов), заданных с высокой точностью. Над этими примитивами можно производить различные операции, например масштабирование, повороты и т. п. Затем обычно векторное изображение переводится в растровое с заданным разрешением. Однако поскольку исходное изображение хранится в векторной форме, то оно легко масштабируется в любое требуемое разрешение.

Пакеты трехмерной графики ориентированы на моделирование трехмерных объектов и сцен, построенных из таких объектов. При этом есть пакеты, ориентированные на решение задач для различных систем автоматизированного проектирования (САПР), а есть и пакеты, предназначенные для рендеринга построенных сцен.

Далее рассмотрим некоторые из наиболее популярных графических пакетов.

Adobe Photoshop является, пожалуй, наиболее известным пакетом двухмерной растровой графики (рис. 12.1). Этот пакет поддерживает работу с отдельными слоями, маски, смешивание слоев, использование полупрозрачности. Пакет включает в себя большое количество удобных инструментов для работы, доступных через панель инструментов. Важной возможностью, предоставляемой этими инструментами, является возможность выделения различных областей на изображении для осуществления различных операций.

Рис. 12.1. Вид графического редактора Adobe Photoshop.

В частности, подобное выделение может быть как вручную нарисовано пользователем, так и основано на самом изображении, на котором выделяются, например, области с заданным цветом.

Очень важную роль играет использование слоев. К каждому слою могут быть применены различные эффекты, изменяющие его вид, например, отбрасывание тени, наложение освещения и многое другое. Огромную функциональность пакету дает поддержка плагинов — отдельных программных компонент, добавляющих в пакет новые функции и возможности. Большое количество таких плагинов разрабатывается не самой компанией Adobe, а другими, небольшими, компаниями.

GIMP. Одним из наиболее мощных графических пакетов в мире Linux является GIMP (рис. 12.2). Это пакет с открытым кодом. Он содержит большой набор различных инструментов и эффектов, поддерживается как операционной системой Microsoft Windows, так и различными версиями Linux.

Рис. 12.2. Вид графического редактора GIMP.

Paint.net. Еще одним бесплатным редактором для растровой двухмерной графики является Paint.net (рис. 12.3). Данный пакет работает только в Microsoft Windows. Он поддерживает слои и большое количество различных фильтров.

Corel Draw. Одним из самых известных пакетов для векторной двухмерной графики является пакет Corel Draw от компании Corel (рис. 12.4). Будучи ориентированным на векторную графику, пакет позволяет строить изображения из большого числа математических примитивов — отрезков, дуг, окружностей, сплайновых фигур и т. п. При этом каждая из фигур задается с высокой точностью и в любой момент может быть изменена.

Corel Draw часто применяют для создания различных иллюстраций, схем, диаграмм, блок-схем, разметки страниц, логотипов и т. п. Пакет входит в состав Corel DRAW Graphics Suite — набора различных пакетов от компании Corel, включающих в себя также ряд других приложений, таких как редактор растровой графики Corel Photo-Paint.

Caligary trueSpace — это пример пакета для трехмерной графики и компьютерной анимации (рис. 12.5). Пакет был изначально разработан Caligari Corporation, но позже куплен компанией Microsoft. К сожалению, поддержка данного пакета и его развитие компанией Microsoft были полностью прекращены.

Этот пакет предназначен для моделирования объектов, их анимации и рендеринга. Для моделирования поддерживались использования NURBS, подразделения поверхностей и меташаров. Для рендеринга пакет поддерживает использование глобального освещения и излучательности. Есть возможность применять для рендеринга изображений пакет VRay.

Рис. 12.4. Вид графического редактора Corel Draw

Рис. 125. Вид графического редактора Caligary trueSpace

3D Studio max. Autodesk 3DS Max — еще один пакет для трехмерной графики, анимации и рендеринга. Это один из самых распространенных подобных пакетов. Он поддерживает большое количество различных средств моделирования, включая NIJRBS. Также поддерживаются различные системы частиц, сложная анимация и обратная кинематика.

Для рендеринга можно использовать как встроенный рендерер с использованием построчного сканирования (scanline), так и различные пакеты, основанные на трассировке лучей, например Mental Ray и VRay.

Пакет обладает собственным скриптованным языком, а также поддерживает большое количество различных плагинов. В состав пакета входит большое количество моделей для анимации, включая Character Studio, расчет анимации одежды, сложную анимацию вдоль кривых и многое другое.

Рис. 12.6. Вид графического редактора Autodesk 3D Studio max.

Blender. В качестве бесплатной альтернативы пакету 3DS Мах может выступать пакет для моделирования Blender. Это пакет с открытым исходным кодом, работает со всеми основными операционными системами. Пакет поддерживает большое количество различных примитивов, позволяет создавать анимации. Поддерживает скриптинг, в качестве скриптового языка выступает язык Python.

AutoCAD. Примером пакета, ориентированного для решения задач САПР, является пакет AutoCAD компании Autodesk (рис. 12.8). Он ориентирован на решение задач двухмерного и трехмерного проектирования (Computer-Aided Design, CAD). На данный момент AutoCAD является самым распространенным пакетом автоматизированного проектирования. Выпускается с 1982 г. по настоящее время.

Рис. 12.7. Вид графического редактора Blender

Рис. 12.8. Вид графического редактора AutoCAD

AutoCAD является расширяемым пакетом и предоставляет библиотеки классов на языке C++ для написания расширений. Также расширения для пакета можно писать на VBA и .net, есть свой встроенный язык AutoLISP. Существует большое количество расширений пакета для решения широкого класса задач, такие как AutoCAD Architecture, AutoCAD Civil 3D и др.

Пакет является довольно дорогим, но существует более дешевая его версия — AutoCAD LT. Однако в этой версии отсутствует ряд важных возможностей, например таких как работа с 3D.

Контрольные вопросы

• 1. Какие пакеты для двухмерной графики вы знаете? Какие из них являются векторными, а какие растровыми?
• 2. Какие пакеты для трехмерной графики вы знаете?