Gimp-растровый графический редактор

Кузбасская государственная педагогическая академия

Кафедра теории и методики преподавания информатики

Курсовая работа

На тему:

«Gimp
– растровый графический редактор»

Выполнила:

Студентка ФМФ, ИА-07-01

Черныш Анастасия

Проверила:

Шеремет А.Н.

Новокузнецк 2010

Содержание

Введение

GIMP — многоплатформенное программное обеспечение для ре-

дактированияизображений (GIMP — GNU Image Manipulation Program).

Редактор GIMP пригоден для решения множества задач по изменению

изображений, включая ретушь фотографий, объединение и создание

изображений.

Программа GIMP многофункциональна. Ее можно использовать

как простой графический редактор, как профессиональное приложение

по ретуши фотографий, как сетевую систему пакетной обработки изображений, как программу для рендеринга изображений, как преобразователь форматов изображения и т.д.

GIMP спроектирован расширяемым, т.е. при помощи дополнений

он способен реализовывать любые возможные функции. Передовой интерфейс для разработки сценариев позволяет легко автоматизировать

выполнение любых задач разного уровня сложности.

Одной из сильных сторон GIMP является его доступность из многих источников для многих операционных систем. GIMP входит в состав

большинства дистрибутивов GNU/Linux. GIMP также доступен и для

других операционных систем вроде Microsoft Windows™ или Mac OS X™

от Apple (Darwin). GIMP — свободное программное обеспечение, выпускаемое под лицензией GPL (GeneralPublicLicense). GPL предоставляет

пользователям право доступа к исходному коду программ и право изменять его.

Будучи весьма мощным продуктом, GIMP способен стать незаменимым помощником в таких областях, как подготовка графики для Web-страниц и полиграфической продукции, оформление программ (рисование пиктограмм, заставок и т.п.), создание анимационных роликов, обработка кадров для видеофрагментов и построение текстур для трех-

мерной анимации. Очень полезна функция создания и обработки анимационных роликов, позволяющая накладывать анимацию на объект как

текстуру и выполнять определенные финишные операции после рендеринга.

Одни характеризуют GIMP как доступный в Linux аналог

Photoshop, другие настаивают на том, что принципиально невозможно

сравнивать эти две программы, и отмечают, что их интерфейс и основ-

ная концепция значительно различаются, а совпадает, строго говоря,

только тип обрабатываемых данных – растровые изображения. Это, конечно, не совсем верно: редакторы сходны как минимум еще и тем, что

оба принадлежат к «тяжелой весовой категории». В общем, забегая

вперед, можно сказать, что наборы встроенных инструментов в них

тоже достаточно похожи, и тому, кто знает Photoshop, будет несложно

начать работу в GIMP. Но в освоении более сложных средств опыт использования Photoshop не поможет: гибкие и предоставляющие массу

возможностей подключаемые модули GIMP организованы совершенно

по-другому.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ
GIMP

Проект GIMP (GNU Image Manipulation Program) был основан в 1995 году Спенсером Кимбеллом и Питером Маттисом как дипломный проект, в настоящий момент поддерживается группой добровольцев. Распространяется на условиях GNU General Public License. Т.е., проще говоря, бесплатно. Изначально сокращение "GIMP" означало англ. General Image Manipulation Program, a в 1997 году полное название было изменено на "GNU Image Manipulation Program", и программа официально стала частью проекта GNU. Проект поддерживает следующие платформы: GNU/Linux, MS Windows, FreeBSD. В редактор встроена поддержка нескольких десятков языков. Есть portable-версия.

С помощью GIMP можно создавать графические изображения, логотипы, масштабировать и кадрировать фотографии, раскрашивать, комбинировать картинки с использованием слоев, преобразовывать изображения в различные форматы.

Первое время GIMP разрабатывался исходя из личных предпочтений разработчиков, дизайн и удобство пользования оставляли желать лучшего. Последние пять лет была проделана большая работа в этом направлении. Но ввиду того, что проект некоммерческий, изменения появляются не так быстро, как хотелось бы пользователям.

Традиционно GIMP считается свободным аналогом Adobe Photoshop, хотя сами разработчики часто возражают против такой формулировки. И они правы: по мощности и удобству GIMP сильно уступает продукту корпорации Adobe. Но на базе Linux и FreeBSD ему, по сути, нет равных. Существующие другие бесплатные растровые редакторы Krita, Paint.NET, Tux Paint не могутс ним равняться.

ОСОБЕННОСТИ ПРОГРАММЫ

В GIMP последних версий включены следующие особенности:

GIMP поддерживает графическими планшетами и другими устройствами ввода.

Динамика кистей. Любой кисти можно задать степень дрожания, кисти могут реагировать на степень надавливания, скорость движения и изменять свой цвет, размер, жесткость и непрозрачность в произвольном порядке.

Собственный формат файлов XCF хранит совершенно всю информацию о файле. Включая историю отмен. В любой момент можно начать редактировать файл и отменить любые предыдущие действия.

Удобная работа с буфером обмена. Содержимое буфера обмена сразу можно превратить либо в новое изображение, либо можно использовать как кисть или текстуру для заливки.

GIMP может перетаскивать практически все, что вы видите на экране. Вы можете даже перетащить цвет с панели инструментов на изображение и в результате все изображение или выделенная его часть будут заполнены выбранным цветом.

GIMP умеет архивировать изображения "на лету". Нужно только добавить к имени файла gz или bz2, и изображение будет сжато. В дальнейшем, GIMP сможет открыть такое изображение как обычное.

Интуитивный инструмент свободного выделения. Одним инструментом можно создавать как многоугольное выделение, так и выделение "от руки". Все точки соединения выделения можно редактировать перед применением выделения.

Поддержка кистей в формате Фотошопа дает огромные возможности рисования дизайнерам и художникам.

Поддержка формата файлов PSD обеспечивает хорошую интеграцию с программами, которые не поддерживают формат файлов GIMP.

При кадрировании изображения сразу можно выбрать правила, которые помогут хорошо кадрировать изображение. Например, "Правило третьей", "Золоте сечение", "Линии по центру".

Редактирование выделения. После создания прямоугольного или эллиптического выделения его размеры и параметры можно отредактировать. Можно изменить размеры выделенной области или, например, закруглить края выделения.

Инструмент выравнивания. Слои можно выровнять по определенным параметрам, которые нужны именно вам. Правилом выравнивания может быть направляющая, активный слой или контур выделения.

Локализация. GIMP переведен на множество языков. Он самостоятельно определит язык операционной системы при установке, и сразу же начнет общаться с вами на вашем родном языке.

Изменяемые комбинации клавиш. В GIMP можно переназначить большинство горячих клавиш. При включенной функции динамического изменения, горячие клавиши можно поменять просто наведя курсор на пункт меню и нажав нужное сочетание клавиш.

Простое создание собственных плагинов. Любой программист может создать расширение на одном из трех распространенных языков программирования, который сможет расширить возможности редактора. Поэтому таких плагинов создано большое количество.

Карта изображения. В GIMP стандартной сборки добавлен плагин, который может создавать HTM-разметку и саму карту изображения (image map).

Интеллектуальное обесцвечивание. При обесцвечивании изображения можно выбрать один из предложенных вариантов обесцвечивания.

Параметр "Ослабить". Возможно не полная отмена предыдущего действия, а его частичное ослабление за счет изменения режима смешивания и непрозрачности.

Инструмент "Контуры". Инструмент служит для создания псевдовекторных кривых. Реализован, пожалуй, гораздо удобней чем в большинстве платных векторных редакторов.

Передвижение холста. В холсте изображение можно передвигать за пределы окна, что помогает рисованию по краям изображений. Изображение можно передвигать, пока в каком-либо углу холста не окажется центра изображения. Это очень помогает при рисовании по краям рисунка.

Реальный размер слоя. При активации одного из слоев, можно увидеть его края, если он даже находится за пределами рабочего холста. Опционально эту функцию можно отключить.

Выделение переднего плана. Очень быстрый и удобный инструмент, который сопоставляет цвета, которые есть на переднем плане, а потом создает выделение только переднего плана. В любой момент границы можно переднего плана можно переопределить кистью.

Возможность работать со слоями и масками

Глава 1. Введение в графический редактор GIMP

1.1. Введение в растровую графику

Основным элементом растрового изображения является точка.

Если изображение экранное, то эта точка называется пикселем. В за-

висимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена

операционная система компьютера, на экране могут размещаться изоб-

ражения, имеющие 640x480, 800x600, 1024 и более пикселей.

С размером изображения непосредственно связано его разреше-

ние. Этот параметр измеряется в точках на дюйм (dots per inch — dpi). У

монитора с диагональю 15 дюймов размер изображения на экране со-

ставляет примерно 28x21 см. Зная, что в одном дюйме 25,4 мм, можно

рассчитать, что при работе монитора в режиме 800x600 пикселей раз-

решение экранного изображения равно 72 dpi.

При печати разрешение должно быть намного выше. Полиграфи-

ческая печать полноцветного изображения требует разрешения не ме-

нее 300 dpi. Стандартный фотоснимок размером 10x15 см должен со-

держать примерно 1000x1500 пикселей.

Нетрудно также установить, что такое изображение будет иметь

1,5 млн точек, а если изображение цветное и на кодирование каждой

точки использованы три байта, то обычной цветной фотографии соот-

ветствует массив данных размером свыше 4 Мбит.

Большие объемы данных — это основная проблема при использо-

вании растровых изображений. Для активных работ с большеразмерны-

ми иллюстрациями типа журнальной потребуются компьютеры с

большими размером оперативной памяти и хорошей видеокартой. Разу-

меется, такие компьютеры должны иметь и высокопроизводительные

процессоры.

Второй недостаток растровых изображений связан с невозможно-

стью их увеличения для рассмотрения деталей. Поскольку изображение

состоит из точек, то увеличение изображения приводит только к тому,

что эти точки становятся крупнее. Никаких дополнительных деталей

при увеличении растрового изображения рассмотреть не удается. Бо-

лее того, увеличение точек растра визуально искажает иллюстрацию и

делает грубой. Этот эффект называется пикселизацией.

1.2. Сравнение векторной и растровой графики

Говоря о растровой графике, мы указали на два ее существенных

недостатка: значительный объем массивов данных, которые надо хра-

нить и обрабатывать, а также невозможность масштабирования изобра-

жения без потери качества.

Векторная графика устраняет оба эти недостатка, но, в свою оче-

редь, значительно усложняет работу по созданию художественных ил-

люстраций. На практике средства векторной графики используют не

для создания художественных композиций, а для оформительских, чер-

тежных и проектно-конструкторских работ.

Для хранения информации о простейшем объекте, каковым яв-

ляется линия третьего порядка, в векторной графике необходимо всего

восемь параметров. Добавив к ним параметры, выражающие такие

свойства линии, как ее ширина, цвет, характер и прочие, получается,

что для хранения одного объекта достаточно 20‒30 байтов оперативной

памяти. Достаточно сложные композиции, насчитывающие тысячи

объектов, расходуют лишь десятки и сотни кбайт.

В векторной графике легко решаются вопросы масштабирования.

Если для линии задана толщина, равная 0,15 мм, то сколько бы мы ни

увеличивали или ни уменьшали рисунок, эта линия все равно будет

иметь только такую толщину, поскольку это одно из свойств объекта,

жестко за ним закрепленное. Распечатав чертеж на малом или на

большом листе бумаги, мы всегда получим линии одной и той же тол-

щины. Это свойство векторной графики широко используется в карто-

графии и в конструкторских системах автоматизированного проектиро-

вания (САПР).

Получив на экране изображение дома, мы можем его увеличить и

подробно рассмотреть изображение квартиры. При дальнейшем увели-

чении можно подробно рассмотреть способ крепления дверной короб-

ки, дверной петли и далее увеличивать изображение до тех пор, пока

шурупы, которыми крепятся дверные петли, не займут полный экран.

Если бы была необходимость, изображение можно было бы увеличивать

и далее.

1.3. Основные понятия растровой графики

1.3.1. Разрешение изображения и его размер

В компьютерной графике с понятием разрешения обычно происхо-

дит больше всего путаницы, поскольку приходится иметь дело сразу с

несколькими свойствами разных объектов. Следует четко различать:

разрешение экрана, разрешение печатающего устройства и разреше-

ние изображения. Все эти понятия относятся к разным объектам. Друг

с другом эти виды разрешения никак не связаны, пока не потребуется

узнать, какой физический размер будет иметь картинка на экране мо-

нитора, отпечаток на бумаге или файл на жестком диске.

Разрешение экрана — это свойство компьютерной системы (зави-

сит от монитора и видеокарты) и операционной системы. Разрешение

экрана измеряется в пикселях и определяет размер изображения, кото-

рое может поместиться на экране целиком.

Разрешение принтера — это свойство принтера, выражающее ко-

личество отдельных точек, которые могут быть напечатаны на участке

единичной длины. Оно измеряется в единицах dpi (точки на дюйм) и

определяет размер изображения при заданном качестве или, наоборот,

качество изображения при заданном размере.

Разрешение изображения — это свойство самого изображения.

Оно тоже измеряется в точках на дюйм и задается при создании изоб-

ражения в графическом редакторе или с помощью сканера. Значение

разрешения изображения хранится в файле изображения и неразрывно

связано с другим свойством изображения — его физическим размером.

Физический размер изображения может измеряться как в пиксе-

лях, так и в единицах длины (миллиметрах, сантиметрах, дюймах). Он

задается при создании изображения и хранится вместе с файлом.

Если изображение готовят для демонстрации на экране, то его ши-

рину и высоту задают в пикселях, чтобы знать, какую часть экрана оно

занимает.

Если изображение готовят для печати, то его размер задают в еди-

ницах длины, чтобы знать, какую часть листа бумаги оно займет. Не-

трудно пересчитать размер изображения из пикселей в единицы длины

или наоборот, если известно разрешение изображения.

Связь между линейным размером иллюстрации и размером файла

при разрешениях отпечатка приведена в табл. 1.

Таблица1

Связь между размером иллюстрации (в пикселях) и размером от-

печатка (в мм) при разрешениях отпечатка приведена в табл. 2.

Таблица2

1.3.2. Цветовое разрешение и цветовые модели

При работе с цветом используются понятия цветовое разрешение

(его еще называют глубиной цвета) и цветовая модель. Цветовое разре-

шение определяет метод кодирования цветовой информации, и от него

зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновремен-

но. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения доста-

точно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксе-

ля. Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных

цветовых оттенков. Два байта (16 битов) позволяют определить 65 536

различных цветом. Этот режим называется High Color. Если для коди-

рования цвета используются три байта (24 бита), возможно одновремен-

ное отображение 16,5 млн цветов. Этот режим называется True Color.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых

оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения

цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой

моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в

компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти

модели известны под названиями: RGB, CMYK и HSB.

Цветовая модель RGB наиболее проста для понимания и очевид-

на. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой

цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного

(Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основны-

ми. Считается также, что при наложении одного компонента на другой

яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонен-

тов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стре-

мится к белому цвету.

Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора,

поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображе-

ние, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображе-

ние проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то

его тоже следует представить в этой модели. В графических редакторах

имеются средства для преобразования изображений из одной цветовой

модели в другую.

Метод получения нового оттенка суммированием яркостей состав-

ляющих компонентов называют аддитивным методом. Он применяется

всюду, где цветное изображение рассматривается в проходящем свете

(«на просвет»): в мониторах, слайд-проекторах и т. п.

Нетрудно догадаться, что чем меньше яркость, тем темнее отте-

нок. Поэтому в аддитивной модели центральная точка, имеющая нуле-

вые значения компонентов (0, 0, 0), имеет черный цвет (отсутствие све-

чения экрана монитора). Белому цвету соответствуют максимальные

значения составляющих (255, 255, 255). Модель RGB является аддитив-

ной, а ее компоненты — красный, зеленый и синий — называют основ-

ными цветами.

Цветовую модель CMYK используют для подготовки не экранных,

а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в прохо-

дящем, а в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу,

тем больше света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех

основных красок поглощает почти весь падающий свет, и со стороны

изображение выглядит почти черным. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а наоборот к ее уменьшению. Поэтому для подготовки печатных

изображений используется не аддитивная (суммирующая) модель, а

субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой

модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в ре-

зультате вычитания основных цветов из белого:

• голубой (cyan)=белый‒красный=зеленый+синий;

• пурпурный (magenta)=белый‒зеленый=красный+синий;

• желтый (yellow)=белый‒синий=красный+зеленый.

Эти три цвета называются дополнительными, потому что они до-

полняют основные цвета до белого.

Существенную трудность в полиграфии представляет черный цвет.

Теоретически его можно получить совмещением трех основных или до-

полнительных красок, но на практике результат оказывается негодным.

Поэтому в цветовую модель CMYK добавлен четвертый компонент —

черный. Ему эта система обязана буквой К в названии (blacK).

В типографиях цветные изображения печатают в несколько прие-

мов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и

черный отпечатки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому го-

товое изображение, полученное на компьютере, перед печатью разде-

ляют на четыре составляющих одноцветных изображения. Этот процесс

называется цветоделением. Современные графические редакторы

имеют средства для выполнения этой операции.

В отличие от модели RGB, центральная точка имеет белый цвет

(отсутствие красителей на белой бумаге). К трем цветовым координатам

добавлена четвертая — интенсивность черной краски. Ось черного цве-

та выглядит обособленной, но в этом есть смысл: при сложении цветных

составляющих с черным цветом все равно получится черный цвет.

Сложение цветов в модели CMYK каждый может проверить, взяв в

руки голубой, розовый и желтый карандаши или фломастеры. Смесь го-

лубого и желтого на бумаге дает зеленый цвет, розового с желтым —

красный и т. д. При смешении всех трех цветов получается неопреде-

ленный темный цвет. Поэтому в этой модели черный цвет и понадобил-

ся дополнительно.

Некоторые графические редакторы позволяют работать с цветовой

моделью HSB. Если модель RGB наиболее удобна для компьютера, а

модель CMYK — для типографий, то модель HSB наиболее удобна для

человека. Она проста и интуитивно понятна.

В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насы-

щенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти

три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов,

как и при работе с другими моделями.

Цветовая модель HSB удобна для применения в тех графических

редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображе-

ний, а на их создание своими руками. Существуют такие программы,

которые позволяют имитировать различные инструменты художника

(кисти, перья, фломастеры, карандаши), материалы красок (акварель,

гуашь, масло, тушь, уголь, пастель) и материалы полотна (холст,

картон, рисовая бумага и пр.). Создавая собственное художественное

произведение, удобно работать в модели HSB, а по окончании работы

его можно преобразовать в модель RGB или CMYK, в зависимости от

того, будет ли оно использоваться как экранная или печатная иллю-

страция.

Цветовая палитра — это таблица данных, в которой хранится ин-

формация о том, каким кодом закодирован тот или иной цвет. Эта та-

блица создается и хранится вместе с графическим файлом.

Самый удобный для компьютера способ кодирования цвета — 24-

разрядный, True Color. В этом режиме на кодирование каждой цветовой

составляющей R (красной), G (зеленой) и В (синей) отводится по одному

байту (8 битов). Яркость каждой составляющей выражается числом от 0

до 255, и любой цвет из 16,5 миллионов компьютер может воспроизве-

сти по трем кодам. В этом случае цветовая палитра не нужна, посколь-

ку в трех байтах и так достаточно информации о цвете конкретного пик-

селя.

Существенно сложнее обстоит дело, когда изображение имеет

только 256 цветов, кодируемых одним байтом. В этом случае каждый

цветовой оттенок представлен одним числом, причем это число выра-

жает не цвет пикселя, а индекс цвета (его номер). Сам же цвет разыски-

вается по этому номеру в сопроводительной цветовой палитре, прило-

женной к файлу. Такие цветовые палитры еще называют индексными

палитрами. Разные изображения могут иметь разные цветовые палит-

ры. Например, в одном изображении зеленый цвет может кодироваться

индексом 64, а в другом изображении этот индекс может быть отдан ро-

зовому цвету. Если воспроизвести изображение с «чужой» цветовой па-

литрой, то зеленая елка на экране может оказаться розовой.

В тех случаях, когда цвет изображения закодирован двумя байта-

ми (режим High Color), на экране возможно изображение 65 тысяч цве-

тов. Разумеется, это не все возможные цвета, а лишь одна двести пять-

десят шестая доля общего непрерывного спектра красок, доступного в

режиме True Color. В таком изображении каждый двухбайтный код

тоже выражает какой-то цвет из общего спектра. Но в данном случае

нельзя приложить к файлу индексную палитру, в которой было бы запи-

сано, какой код какому цвету соответствует, поскольку в этой таблице

было бы 65 тысяч записей и ее размер составил бы сотни тысяч байтов.

Вряд ли есть смысл прикладывать к файлу таблицу, которая может быть

по размеру больше самого файла. В этом случае используют понятие

фиксированной палитры. Ее не надо прикладывать к файлу, поскольку в

любом графическом файле, имеющем шестнадцатиразрядное кодирова-

ние цвета, один и тот же код всегда выражает один и тот же цвет.

1.4. Возможности GIMP

Для начала рассмотрим форматы файлов, которые поддерживает

GIMP. Это графические форматы GIF (включая анимацию), JPEG, PNG,

PNM, XPM, TIFF, TGA, MPEG, PS, PDF, PCX, BMP, SGI, SunRas, XPM

(формат, в котором хранятся пиктограммы X Window). Кроме того, про-

грамма работает с архивированными изображениями (формат gzip),

позволяет извлечь файл с определенного URL и записать его туда, а

также отправить произведение своего искусства по электронной почте,

указав лишь адрес получателя. Только для чтения доступны форматы

PSD, SNP, FaxG3, только для записи — FLC/FLI и Header (заголовочный

файл на языке Си для включения изображения в программы). Основной

внутренний формат GIMP, в котором хранятся изображения, называет-

ся XCF; он дает возможность сохранять многослойные изображения и

очень плотно упаковывается с помощью алгоритмов bzip и gzip. Допол-

нительно используются также форматы PAT — для матриц заливки, GBR

— для матриц кистей и GIcon — для пиктограмм инструментов в соот-

ветствующей панели.

Работа в редакторе осуществляется при помощи инструментов.

Рассмотрим их. Инструменты выборки, т.е. средства, необходимые

для определения областей обработки изображения. GIMP обеспечивает

выделение прямоугольника (rectangle), круга или эллипса (ellipse), а

также области, ограниченной произвольной линией (free). К более